快速理解搜索樹系列(一)AVL樹

基本概念

  • Balanced Binary Tree
  • 每個(gè)節(jié)點(diǎn)的左右子樹的高度之差不超過1
  • 如果插入和刪除節(jié)點(diǎn)后高度差大于1,則進(jìn)行節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn),重新維護(hù)平衡狀態(tài)
  • 解決了二叉查找樹退化成鏈表的問題,插入乌妙、查找炼绘、刪除的時(shí)間復(fù)雜度最壞情況是O(logN),最好情況也是(logN)杨何。

四種不平衡的情況

  • 左左 左孩子的左子樹出現(xiàn)多出的節(jié)點(diǎn)---單旋轉(zhuǎn)
  • 左右 左孩子的右子樹出現(xiàn)多出的節(jié)點(diǎn)---雙旋轉(zhuǎn)
  • 右左 右孩子的左子樹出現(xiàn)多出的節(jié)點(diǎn)---雙旋轉(zhuǎn)
  • 右右 右孩子的右子樹出現(xiàn)多出的節(jié)點(diǎn)---單旋轉(zhuǎn)

兩種旋轉(zhuǎn)方式

  • 單旋轉(zhuǎn),左左和右右沥邻。
  • 雙旋轉(zhuǎn)危虱,左右和右左。

代碼實(shí)現(xiàn)

  • 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

struct TreeNode {
    int val;
    int height;
    struct TreeNode *left;
    struct TreeNode *right;

    TreeNode(int x) :
            val(x), height(0), left(NULL), right(NULL) {
    }
};
  • 求樹高唐全,空樹則返回-1

int height(TreeNode *T) {
    if (T == NULL)
        return -1;
    else
        return T->height;
}
  • 兩種類型的單旋轉(zhuǎn)

    • 左單旋轉(zhuǎn)
    void singleRotateWithLeft(TreeNode *&T) {
    
        TreeNode *K1 = T->left;
        T->left = K1->right;
        K1->right = T;
    
        T->height = max(height(T->left), height(T->right)) + 1;
        K1->height = max(height(K1->left),height(K1->right)) + 1;
        T = K1;
    
    }
    
    
    • 右單旋轉(zhuǎn)
    void singleRotateWithRight(TreeNode *&T) {
    
        TreeNode *K1 = T->right;
        T->right = K1->left;
        K1->left = T;
    
        T->height = max(height(T->left), height(T->right)) + 1;
        K1->height = max(height((K1->left)), K1->height) + 1;
    
        T = K1;
    
    }
    
  • 雙旋轉(zhuǎn)

    • 左右雙旋轉(zhuǎn)
    void doubleRotateWithRight(TreeNode *&T) {
        singleRotateWithLeft(T->right);
        singleRotateWithRight(T);
    }
    
    • 右左雙旋轉(zhuǎn)
    void doubleRotateWithLeft(TreeNode *&T) {
        singleRotateWithRight(T->left);
        singleRotateWithLeft(T);
    }
    
  • 節(jié)點(diǎn)插入操作

void insert(int val, TreeNode *&root) {
    if (root == nullptr) {
        root = new TreeNode(val);
    } else if (val < root->val) {
        insert(val, root->left);
        if (height(root->left) - height(root->right) == 2)
            if (val < root->left->val)
                singleRotateWithLeft(root);
            else
                doubleRotateWithLeft(root);
    } else if (val > root->val) {
        insert(val, root->right);
        if (height(root->right) - height(root->left) == 2)
            if (val > root->right->val)
                singleRotateWithRight(root);
            else
                doubleRotateWithRight(root);
    }
    root->height = max(height(root->left), height(root->right)) + 1;
}
  • 刪除操作

void removeVal(int val, TreeNode *&root) {
    if (root == NULL) {
        return;
    }
    if (val < root->val) {
        removeVal(val, root->left);
        if (root->right->left != NULL &&  height(root->right->left) > height(root->right->right)) {
            doubleRotateWithLeft(root);
        } else {
            singleRotateWithLeft(root);
        }

    } else if (val > root->val) {
        removeVal(val, root->right);
        if (2 == height(root->left) - height(root->right)) {
            if (root->left->right != NULL && 2 == (height(root->left->right) > height(root->left->left))) {
                doubleRotateWithRight(root);
            } else {
                singleRotateWithRight(root);
            }
        }
    } else {
        if (root->left && root->right) {
            TreeNode *temp = root->right;
            while (!temp->left) temp = temp->left;
            root->val = temp->val;
            removeVal(root->val, root->right);
            if (height(root->left) - height(root->right) == 2) {
                if (root->left->right != NULL && (height(root->left->right) > height(root->left->left)))
                    doubleRotateWithRight(root);
                else
                    singleRotateWithLeft(root);
            }
        } else {
            TreeNode *temp = root;
            if (!root->left) {
                root = root->right;
            } else if (!root->right) {
                root = root->left;
            }
            delete (temp);
        }
    }
    if (!root) return;
    root->height = max(height(root->left), height(root->right)) + 1;
    return;

}
最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末埃跷,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市蕊玷,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌弥雹,老刑警劉巖垃帅,帶你破解...
    沈念sama閱讀 211,348評(píng)論 6 491
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異剪勿,居然都是意外死亡贸诚,警方通過查閱死者的電腦和手機(jī),發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 90,122評(píng)論 2 385
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門厕吉,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來酱固,“玉大人,你說我怎么就攤上這事头朱≡吮” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 156,936評(píng)論 0 347
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵项钮,是天一觀的道長(zhǎng)班眯。 經(jīng)常有香客問我,道長(zhǎng)烁巫,這世上最難降的妖魔是什么署隘? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 56,427評(píng)論 1 283
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮程拭,結(jié)果婚禮上定踱,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己恃鞋,他們只是感情好崖媚,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 65,467評(píng)論 6 385
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著恤浪,像睡著了一般畅哑。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上水由,一...
    開封第一講書人閱讀 49,785評(píng)論 1 290
  • 那天荠呐,我揣著相機(jī)與錄音,去河邊找鬼砂客。 笑死泥张,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的鞠值。 我是一名探鬼主播媚创,決...
    沈念sama閱讀 38,931評(píng)論 3 406
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長(zhǎng)吁一口氣:“原來是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼彤恶!你這毒婦竟也來了钞钙?” 一聲冷哼從身側(cè)響起鳄橘,我...
    開封第一講書人閱讀 37,696評(píng)論 0 266
  • 序言:老撾萬榮一對(duì)情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎芒炼,沒想到半個(gè)月后瘫怜,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 44,141評(píng)論 1 303
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡本刽,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 36,483評(píng)論 2 327
  • 正文 我和宋清朗相戀三年鲸湃,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片盅安。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 38,625評(píng)論 1 340
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡唤锉,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出别瞭,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤株憾,帶...
    沈念sama閱讀 34,291評(píng)論 4 329
  • 正文 年R本政府宣布蝙寨,位于F島的核電站,受9級(jí)特大地震影響嗤瞎,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏墙歪。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,892評(píng)論 3 312
  • 文/蒙蒙 一贝奇、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望虹菲。 院中可真熱鬧,春花似錦掉瞳、人聲如沸毕源。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,741評(píng)論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽(yáng)霎褐。三九已至,卻和暖如春该镣,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間冻璃,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 31,977評(píng)論 1 265
  • 我被黑心中介騙來泰國(guó)打工损合, 沒想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留省艳,地道東北人。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 46,324評(píng)論 2 360
  • 正文 我出身青樓嫁审,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像跋炕,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子土居,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 43,492評(píng)論 2 348

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容