二叉搜索树

简介: 二叉搜索树

对于二叉搜索树,想必刚看见这个题目的时候,大部分读者能够想出最底层的实现是依靠于:二叉树来的吧!!其实对于二叉树,怎么来说呢?代码写起来没有多大的难度!但是,重在于思路!!因此,多练练,多想想其他的思路,那么,二叉树的难点便不再是难点!!对于二叉树笔者在之前写过几篇文章,感兴趣的可以去看一下!!

二叉树的详解:https://blog.csdn.net/weixin_64308540/article/details/129046267?spm=1001.2014.3001.5502

二叉树的相关列题:https://blog.csdn.net/weixin_64308540/article/details/129071653?spm=1001.2014.3001.5502

想必看过前面两篇文章的你,对于二叉树环节,已经能够得心应手了吧!!对于二叉树,还是需要多练习练习!!

言归正传!接下来笔者要讲述的就是二叉搜素树的正题了!!

二叉搜索树又称二叉排序树,它或者是一颗空树,或者是具有一下性质的二叉树!!

  1. 若它的左子树不为空,则左子树上所有节点的值都小于根节点的值!
  2. 若它的右子树不为空,则右子树上所有节点的值都大于根节点的值!!
  3. 它的左右子树也分别为二叉搜索树!!!

需要注意的是:二叉搜索树中,不能出现两个相同的节点!!(没有意义)

对于上述的这种情况,就不是二叉搜索树!!但是,是一颗二叉树!!

有了上述的这个情况,那么,接下来我们就该研究研究如何实现二叉搜索树了!!

首先,在开始的情况下,我们需要先有一个静态内部类,里面定义二叉树的有关数据,如:存储的数据,左节点,右节点,那么,接下来请看笔者的代码吧!!

笔者定义了一个文件,名称为:BinarySearchTree.java 文件!

static class TreeNode{
        //定义静态内部类
        public int val;
        public TreeNode left;
        public TreeNode right;
        //构造方法!
        public TreeNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }

接下来,我们就可以进行相关的操作了!!

定义一个根节点!

//定义一个根节点
    public TreeNode root=null;
1.查找二叉搜索树中指定的val的值!并且返回所对应的地址!

在进行之前,我们还是需要注意一下:二叉搜索树的特点!!

根据这个性质,我们在进行查找的时候,会发现效率比较高!!毕竟每次的查找都会之间pass一半的数据!!在及其特别的情况下是该二叉搜索树的高度!!

那么,有了上述的积累,我们就可以进行该代码的书写了!!

public TreeNode find(int val){
        TreeNode cur=root;
        while (cur!=null){
            if (cur.val<val){
                cur=cur.right;//右边查找,左边的数据已经pass了!
            }else if (cur.val==val){
                return cur;
            }else {
                cur=cur.left;//左边查找,右边数据已经pass了!
            }
        }
        //循环走完了,左右两边的数据都没有找到!
        return null;
    }

整体的代码思路很简单!!但是,也得有着自己的解题思路!!

2.插入一个数据!

对于插入数据来说,其实每次的插入的最后结果都会在叶子节点上!!其原因就是:二叉树的特殊结果!!

//插入一个数据
    public void insert(int val){
        if (root==null){
            return;
        }
        TreeNode cur=root;
        TreeNode parent=null;
        while (cur !=null){
            if (cur.val<val){
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }else if (cur.val==val){
                return;
                //二叉搜素树中,不要有两个一样的数据,这样没意义!
            }else {
                parent=cur;
                cur=cur.left;
            }
        }
        //当出while循环的时候,此时cur==null
        //将要插入的数据进行实列化节点!
        TreeNode node=new TreeNode(val);
        //判断一下新的节点是插入在左边还是插入在右边!
        if (parent.val<val){
            parent.right=node;
        }else {
            parent.left=node;
        }
    }

对于该段代码中,我们用了一个cur ,parent 来进行遍历,虽然cur到最后为空了,但是, 我们通过parent来找到需要插入节点的位置(通过比较),最后插入了新的节点!!

最后,虽然我们可以通过调试来得到最后的二叉搜素树的树型!但是,通过中序遍历我们之间就能得到一个有序的数据(可以通过中序遍历来观察二叉搜索树是否正确!)

3.中序遍历打印二叉搜索树!

对于这个代码,想必在进行二叉树的环节的时候,各位已经熟悉了吧!!那么,笔者便不再多讲了!!

那么,请看笔者用递归写的中序遍历二叉树的简单代码吧!!

//中序遍历打印二叉搜索树!
    public void inorder(TreeNode root){
        if (root==null){
            return;
        }
        inorder(root.left);
        System.out.println(root.val);
        inorder(root.right);
    }

对于二叉搜素树的重难点来了!!请注意看!!

4.二叉搜索树的删除操作!

对于二叉搜索树的删除操作,我们大致可以分为七种!!注意是七种!!!

那么,接下来,请跟着笔者的思路来走进二叉搜索树的删除环节吧!!

假设删除节点为cur,待删除节点的双亲节点为parent

1.cur.left==null(大前提)
  1. cur是root,则root==cur.right

  1. cur不是root,cur是parent.left,则parent.left=cur.right

  1. cur不是root,cur是parent.right,则parnet.right=cur.right

2.cur.right==null(大前提)
  1. cur是root,则root=cur.left

  1. cur不是root,cur是parent.left,则parent.left=cur.left

  1. cur不是root,cur是parent.right,则parent.right=cur.left

3.cur.left != null && cur.right != null (大前提)

对于这种,确实有点儿难度!!但是,我们可以采用替换法来进行删除!!通过将右子树的最小节点/左子树的最大节点与需要删除的节点值进行交换!!(一般用右子树的最小节点)

假设,对于上述的二叉搜索树,我们要进行删除100,则可以用95/107进行替换(以107为列)——>右子树最小的元素,则最后就变换为怎样删除107这个元素了!!!

那么,有了上述的几个分析,可以跟着笔者来看一下代码如何实现!!

//删除节点为val的值!
    public  void remove(int val){
        TreeNode cur=root;//cur记录当前要删除的节点
        TreeNode parent=null;//当前要删除节点的父亲节点!
        while (cur!=null){
            if (cur.val==val){
                removeNode(parent,cur);//删除
            }else if (cur.val<val){
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }else {
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }
        }
    }
    private void removeNode(TreeNode parent,TreeNode cur){
        if (cur.left==null){//左边为空的情况
            if (cur==root){
                root=cur.right;
            }else if (parent.left==cur){
                parent.left=cur.right;
            }else {
                parent.right=cur.right;
            }
        }else if (cur.right==null){//右边为空的情况
            if (cur==root){
                root=cur.left;
            }else if (parent.left==cur){
                parent.left=cur.left;
            }else {
                parent.right=cur.left;
            }
        }else {//两边都不为空的情况
            TreeNode target=cur.right;
            TreeNode targetParent=cur;
            //cur是要删除的节点
            //targetParent是要删除节点的父亲节点
            while (target.left !=null){
                targetParent=target;
                target=target.left;
            }
            cur.val=target.val;//替换
            if (target==targetParent.left){
                targetParent.left=target.right;
            }else {
                targetParent.right=target.right;
            }
        }
    }

对于该段代码比较复杂!!

那么,请见笔者的所有代码!!

BinarySearchTree.java文件!!

import java.awt.dnd.peer.DropTargetPeer;
public class BinarySearchTree {
    static class TreeNode{
        //定义静态内部类
        public int val;
        public TreeNode left;
        public TreeNode right;
        //构造方法!
        public TreeNode(int val) {
            this.val = val;
        }
    }
    //定义一个根节点
    public TreeNode root=null;
    public TreeNode find(int val){
        TreeNode cur=root;
        while (cur!=null){
            if (cur.val<val){
                cur=cur.right;//右边查找,左边的数据已经pass了!
            }else if (cur.val==val){
                return cur;
            }else {
                cur=cur.left;//左边查找,右边数据已经pass了!
            }
        }
        //循环走完了,左右两边的数据都没有找到!
        return null;
    }
    //插入一个数据
    public void insert(int val){
        if (root==null){
            return;
        }
        TreeNode cur=root;
        TreeNode parent=null;
        while (cur !=null){
            if (cur.val<val){
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }else if (cur.val==val){
                return;
                //二叉搜素树中,不要有两个一样的数据,这样没意义!
            }else {
                parent=cur;
                cur=cur.left;
            }
        }
        //当出while循环的时候,此时cur==null
        //将要插入的数据进行实列化节点!
        TreeNode node=new TreeNode(val);
        //判断一下新的节点是插入在左边还是插入在右边!
        if (parent.val<val){
            parent.right=node;
        }else {
            parent.left=node;
        }
    }
    //中序遍历打印二叉搜索树!
    public void inorder(TreeNode root){
        if (root==null){
            return;
        }
        inorder(root.left);
        System.out.println(root.val);
        inorder(root.right);
    }
    //删除节点为val的值!
    public  void remove(int val){
        TreeNode cur=root;//cur记录当前要删除的节点
        TreeNode parent=null;//当前要删除节点的父亲节点!
        while (cur!=null){
            if (cur.val==val){
                removeNode(parent,cur);//删除
            }else if (cur.val<val){
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }else {
                parent=cur;
                cur=cur.right;
            }
        }
    }
    private void removeNode(TreeNode parent,TreeNode cur){
        if (cur.left==null){//左边为空的情况
            if (cur==root){
                root=cur.right;
            }else if (parent.left==cur){
                parent.left=cur.right;
            }else {
                parent.right=cur.right;
            }
        }else if (cur.right==null){//右边为空的情况
            if (cur==root){
                root=cur.left;
            }else if (parent.left==cur){
                parent.left=cur.left;
            }else {
                parent.right=cur.left;
            }
        }else {//两边都不为空的情况
            TreeNode target=cur.right;
            TreeNode targetParent=cur;
            //cur是要删除的节点
            //targetParent是要删除节点的父亲节点
            while (target.left !=null){
                targetParent=target;
                target=target.left;
            }
            cur.val=target.val;//替换
            if (target==targetParent.left){
                targetParent.left=target.right;
            }else {
                targetParent.right=target.right;
            }
        }
    }
}

Test.java文件!!

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        BinarySearchTree binarySearchTree=new BinarySearchTree();
        binarySearchTree.insert(12);
        binarySearchTree.insert(21);
        binarySearchTree.insert(5);
        binarySearchTree.insert(18);
        binarySearchTree.insert(9);
        //打印节点——》中序遍历
        binarySearchTree.inorder(binarySearchTree.root);
        //查找12是否在二叉搜索树中
        BinarySearchTree.TreeNode ret=binarySearchTree.find(12);
        System.out.println(ret);
        //删除节点为13的值
        binarySearchTree.remove(13);
        binarySearchTree.inorder(binarySearchTree.root);
    }
}
相关文章
|
6月前
二叉搜索树
二叉搜索树
28 2
|
5月前
|
C++
【c++】二叉搜索树
【c++】二叉搜索树
34 0
|
6月前
|
存储 安全 C++
C++【二叉搜索树】
C++【二叉搜索树】
60 0
51 # 二叉搜索树的实现
51 # 二叉搜索树的实现
34 0
|
算法 JavaScript 前端开发
|
存储 算法
|
编译器 C语言 C++
【C++】二叉搜索树
【C++】二叉搜索树
71 0
|
存储
【二叉搜索树】
【二叉搜索树】
46 0
|
算法
二叉搜索树、平衡二叉树
一、二叉搜索树 这里我们不用太多书面化的语言来定义,笔者认为在讨论数据结构、算法相关的内容时用太多书面化、学术化的语言是一种让人很烦的事情。咬文嚼字,不便于读者理解。 简单来说二叉树搜索树,其实就是用来做二分查找的一种二叉树。 特点是:根节点的左子树值均小于根节点的值,根节点的右子树值均大于根节点的值。 比如123 4 567建树的结果就是
56 0