二叉搜索树(Binary Search Tree,简称 BST)是一种特殊的二叉树结构,它的每个节点具有以下性质:
- 若左子树不为空,则左子树上所有节点的值均小于根节点的值。
- 若右子树不为空,则右子树上所有节点的值均大于根节点的值。
- 左、右子树也分别为二叉搜索树。
二叉搜索树的用途包括: - 数据查找:在二叉搜索树中,可以通过递归遍历树结构,快速找到目标值。时间复杂度为 O(log n),其中 n 为树中节点个数。
- 数据插入:可以将新值插入到二叉搜索树中,并保持树的有序性。时间复杂度为 O(log n)。
- 数据删除:可以通过递归遍历树结构,找到目标值并删除。时间复杂度为 O(log n)。
什么时候使用二叉搜索树: - 当需要快速查找、插入或删除数据时,可以考虑使用二叉搜索树。
- 当数据具有有序性,并且需要维护这种有序性时,可以考虑使用二叉搜索树。
推荐 Demo:
以下是一个简单的二叉搜索树实现的 Python 代码示例:
class Node:
def init(self, key):
self.left = None
self.right = None
self.val = key
class BinarySearchTree:
def init(self):
self.root = None
def insert(self, key):
if not self.root:
self.root = Node(key)
else:
self._insert(self.root, key)
def _insert(self, node, key):
if key < node.val:
if node.left:
self._insert(node.left, key)
else:
node.left = Node(key)
else:
if node.right:
self._insert(node.right, key)
else:
node.right = Node(key)
def search(self, key):
return self._search(self.root, key)
def _search(self, node, key):
if not node:
return None
if key == node.val:
return node
elif key < node.val:
return self._search(node.left, key)
else:
return self._search(node.right, key)
def delete(self, key):
self.root = self._delete(self.root, key)
def _delete(self, node, key):
if not node:
return node
if key < node.val:
node.left = self._delete(node.left, key)
elif key > node.val:
node.right = self._delete(node.right, key)
else:
if not node.left:
return node.right
elif not node.right:
return node.left
temp = self._find_min(node.right)
node.val = temp.val
node.right = self._delete(node.right, temp.val)
return node
def _find_min(self, node):
while node.left:
node = node.left
return node
示例
bst = BinarySearchTree()
bst.insert(50)
bst.insert(30)
bst.insert(20)
bst.insert(40)
bst.insert(70)
bst.insert(60)
bst.insert(80)
print("查找值为 40 的节点:", bst.search(40).val)
print("查找值为 90 的节点:", bst.search(90))
bst.delete(40)
print("删除值为 40 的节点后,查找值为 40 的节点:", bst.search(40))
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该示例演示了二叉搜索树的插入、查找和删除操作。注意,这只是一个简单的实现,实际应用中可能需要考虑很多其他因素,例如节点的平衡、树的遍历等。