Java源码集合类TreeMap学习1——数据结构4平衡二叉树创建代码

平衡二叉排序树上插入一个新的元素递归算法,还是比较复杂的,特别是代码的实现上想要理解还是要动手去一步步去手动执行代码。个人理解这个算法和看示例代码也是费了很大一番功夫,理解程度上还是初级阶段。总之还是要自己去多实践才能更好理解。

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>  
  
#define OK 1  
#define ERROR 0  
#define OVERFLOW -1
#define LH +1   // 左高   
#define EH 0    // 等高   
#define RH -1   // 右高     

typedef int Status;  
typedef int TElemType;  
  
typedef struct BSTNode{  
    TElemType data;	//数据域  
    int 	  bf;	//结点的平衡因子
    struct BSTNode *lchild, *rchild;//左右孩子指针  

}BSTNode, *BSTree;

//右旋
void R_Rotate(BSTree &p);
//左旋
void L_Rotate(BSTree &p);
//左平衡处理
void LeftBalance(BSTree &T);
//右平衡处理
void RightBalance(BSTree &T);
//二叉平衡树插入一个新的元素
int InsertAVL(BSTree &T, TElemType e, bool &taller);
//先序遍历二叉树的各个结点  
Status PreOrderTraverse(BSTree T, Status(* Visit)(TElemType e)); 
//打印输出结点数据
Status Visit(TElemType e); 

int main()
{
    int array[] = {30,39,21,25,24};
    BSTree T = NULL;
    bool taller = true;

    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        InsertAVL(T, array[i], taller);
    }

    Status status = PreOrderTraverse(T, Visit);
    printf("%d\n",status);
    return 0;
}

void R_Rotate(BSTree &p){
    // 对以*p为根的二叉排序树作右旋处理,处理之后p指向新的树根结点,即旋转   
    // 处理之前的左子树的根结点。	
    BSTree lc;  
    lc = p->lchild; // lc指向p的左子树根结点   
    p->lchild = lc->rchild; // lc的右子树挂接为p的左子树   
    lc->rchild = p;  
    p = lc; // p指向新的根结点   
}
 
void L_Rotate(BSTree &p){
    // 对以*p为根的二叉排序树作左旋处理,处理之后p指向新的树根结点,即旋转   
    // 处理之前的右子树的根结点。	
    BSTree rc;  
    rc = p->rchild; // rc指向p的右子树根结点   
    p->rchild = rc->lchild; // rc的左子树挂接为p的右子树   
    rc->lchild = p;  
    p = rc; // p指向新的根结点   
}

void LeftBalance(BSTree &T){
    // 对以指针T所指结点为根的二叉树作左平衡旋转处理,本算法结束时,   
    // 指针T指向新的根结点。 	
    BSTree lc,rd;  
    lc = T->lchild; // lc指向*T的左子树根结点   
    switch(lc->bf){ // 检查*T的左子树的平衡度,并作相应平衡处理   
        case LH: 	// 新结点插入在*T的左孩子的左子树上,要作单右旋处理   
            T->bf = lc->bf = EH;  
            R_Rotate(T);  
            break;  
        case RH: 	// 新结点插入在*T的左孩子的右子树上,要作双旋处理   
            rd = lc->rchild; // rd指向*T的左孩子的右子树根   
            switch(rd->bf){ // 修改*T及其左孩子的平衡因子   
                case LH:  
                    T->bf = RH;  
                    lc->bf = EH;  
                    break;  
                case EH:   
                    T->bf = lc->bf = EH;  
                    break;  
                case RH:  
                    T->bf = EH;  
                    lc->bf = LH;  
            }  
            rd->bf = EH;  
            L_Rotate(T->lchild); // 对*T的左子树作左旋平衡处理   
            R_Rotate(T); 		// 对*T作右旋平衡处理   
    }  
}  
  

void RightBalance(BSTree &T){
    // 对以指针T所指结点为根的二叉树作右平衡旋转处理,本算法结束时,   
    // 指针T指向新的根结点  	
    BSTree rc,rd;  
    rc = T->rchild; // rc指向*T的右子树根结点   
    switch(rc->bf)  
    { 	// 检查*T的右子树的平衡度,并作相应平衡处理   
        case RH: // 新结点插入在*T的右孩子的右子树上,要作单左旋处理   
             T->bf = rc->bf = EH;  
            L_Rotate(T);  
            break;  
        case LH: // 新结点插入在*T的右孩子的左子树上,要作双旋处理   
            rd = rc->lchild; // rd指向*T的右孩子的左子树根   
            switch(rd->bf)  
            { // 修改*T及其右孩子的平衡因子   
                case RH:  
                    T->bf = LH;  
                    rc->bf = EH;  
                    break;  
                case EH:  
                    T->bf = rc->bf = EH;  
                    break;  
                case LH:  
                    T->bf = EH;  
                    rc->bf = RH;  
            }  
            rd->bf = EH;  
            R_Rotate(T->rchild); // 对*T的右子树作右旋平衡处理   
            L_Rotate(T); // 对*T作左旋平衡处理   
    }  
}  

int InsertAVL(BSTree &T, TElemType e, bool &taller){ 
    // 若在平衡的二叉排序树T中不存在和e有相同关键字的结点,则插入一个   
    // 数据元素为e的新结点,并返回1,否则返回0。若因插入而使二叉排序树   
    // 失去平衡,则作平衡旋转处理,布尔变量taller反映T长高与否。   
    if(!T){ // 插入新结点,树“长高”,置taller为1   
        T = (BSTree)malloc(sizeof(BSTNode));  
        T->data = e;  
        T->lchild = T->rchild = NULL;  
        T->bf = EH;  
        taller = true;  
    }else{  
        if(e ==  T->data){
            // 树中已存在和e有相同关键字的结点则不再插入   
            taller = false;
            return 0;  
        }  
        if(e <  T->data)  
        { // 应继续在*T的左子树中进行搜索   
            if(!InsertAVL(T->lchild,e,taller)) // 未插入   
                return 0;  
            if(taller){  
                //  已插入到*T的左子树中且左子树“长高”   
                switch( T->bf) // 检查*T的平衡度   
                {  
                    case LH:  
                        // 原本左子树比右子树高,需要作左平衡处理   
                        LeftBalance(T);  
                        taller = false;  //标志没长高  
                        break;  
                    case EH:  
                        // 原本左、右子树等高,现因左子树增高而使树增高   
                         T->bf = LH;  
                        taller = true;  //标志长高  
                        break;  
                    case RH:  
                        // 原本右子树比左子树高,现左、右子树等高  
                        T->bf = EH;   
                        taller = false;  //标志没长高  
                        break;
                }
            }  
        }else{  
            // 应继续在*T的右子树中进行搜索   
            if(!InsertAVL(T->rchild,e,taller)) // 未插入   
            {  return 0;  }
            if(taller)
            { // 已插入到T的右子树且右子树“长高”   
                switch(T->bf) // 检查T的平衡度   
                {  
                   case LH:   
                        T->bf = EH; // 原本左子树比右子树高,现左、右子树等高   
                       taller = false;
                       break;  
                   case EH: // 原本左、右子树等高,现因右子树增高而使树增高   
                        T->bf = RH;  
                        taller = true;  
                       break;  
                   case RH: // 原本右子树比左子树高,需要作右平衡处理   
                       RightBalance(T);  
                       taller = false;  
                }//switch  
            }//else  
        }//else 
    }	
    return 1;  
}

//先序遍历
Status PreOrderTraverse(BSTree T, Status(* Visit)(TElemType e))    
{    
    if (T)    
    {    
        Visit(T->data);    
        PreOrderTraverse(T->lchild, Visit);    
        PreOrderTraverse(T->rchild, Visit);    
    }    
    return OK;    
}    

//结点访问
Status Visit(TElemType e)  
{  
    printf("%d\n", e);  
    return OK;  
}

运行的环境:win7旗舰版32位,Microsoft Visual C++ 6.0

参考:《数据结构(C语言版)》严蔚敏 吴伟明编著

    原文作者:平衡二叉树
    原文地址: https://blog.csdn.net/muyufenghua/article/details/72026796
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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