二叉排序树,平衡二叉树和哈夫曼树

  • 二叉排序树(BST)


    定义: 左子树结点值<根结点值<右子树结点值 @的二叉树
  1. 二叉排序树查找
//递归
BiTNode *BST_Search_R(BiTree biTree, ElemType key) {
    if (biTree == NULL || key == biTree->data) return biTree;
    if (key < biTree->data) return BST_Search_R(biTree->lChild, key);
    else return BST_Search_R(biTree->rChild, key);
}

//非递归
BiTNode *BST_Search(BiTree biTree, ElemType key) {
    while (biTree != NULL && key != biTree->data){
        if (key<biTree->data) biTree = biTree->lChild;
        else biTree = biTree->rChild;
    }
    return biTree;
}
  1. 二叉排序树插入
//二叉排序树插入
int BST_Insert(BiTree &biTree, ElemType key) {
    if (biTree == NULL) {
        biTree = (BiTree) malloc(sizeof(BiTNode));
        biTree->data = key;
        biTree->lChild = biTree->rChild = NULL;
        return 1;
    } else if (key==biTree->data) {
        return 0;
    } else if (key < biTree->data){
        return BST_Insert(biTree->lChild,key);
    } else{
        return BST_Insert(biTree->rChild,key);
    }
}
  1. 二叉排序树构造
//二叉排序树构造
void create_BST(BiTree &biTree, ElemType array[], int n) {
    biTree = NULL;
    int i = 0;
    while (i < n) {
        BST_Insert(biTree, array[i]);
        i++;
    }
}
  1. 二叉排序树的删除
    1) 删除叶子结点
    2)删除结点只有一颗左子树或右子树
    3)删除结点右左右子树
    在这里插入图片描述
  •   后继:右子树最左的结点(最小值)
      前驱:左子树最右的结点(最大值)
      注:为什么要上面这样?
      因为要维持二叉排序树的性质:左子树结点的值 < 根结点的值 < 右子树结点		
    
  1. 二叉排序树的查找效率分析
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  • 平衡二叉树(AVL)


    左右子树高度差的绝对值不超过 1
    结点平衡因子 = 左子树高 - 右子树高
    则平衡二叉树的平衡因子只能是 -1 0 1
  1. 二叉平衡树结构
//二叉平衡树结构
typedef struct AVLNode {
    int data;//数据域
    int balance;//平衡因子
    AVLNode *lChild, *rChild;
} AVLNode, *AVLTree;
  1. 平衡二叉树插入

只需调整最小不平衡子树
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
1)LL:右旋
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
2)RR:左旋
在这里插入图片描述
3)LR:先左旋后右旋
在这里插入图片描述
4)RL:先右旋后左旋
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

含有n个结点的平衡二叉树的最大深度为O(log2n),即平均查找长度为O(log2n)


  • 哈夫曼树(最优二叉树)


    在这里插入图片描述
  1. 哈夫曼树的构造(P180)
    抽取最小的两个结点,将它们的权值相加成它俩的父节点,后续重复此动作,可得到最小权值的哈夫曼树

在这里插入图片描述
2. 哈夫曼编码
在这里插入图片描述

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