AVLTree简单实现

AVL树的性质

1. 左子树和右子树的高度之差的绝对值不超过1
2. 树中的每个左子树和右子树都是AVL树
3. 每个节点都有一个平衡因子(balance factor--bf),任一节点的平衡因子是-1,0,1。(每个节点的平衡因子等于右子树的高度减去左子
树的高度 )

AVL树的效率

一棵AVL树有N个节点,其高度可以保持在log2N,插入/删除/查找的时间复杂度也是log2N。

(ps:log2N是表示log以2为底N的对数。)

调整情况有四种:

1:左单旋



2:右单旋:


3:左右双旋:


4:右左双旋:


#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;

template <class K, class V>
struct AVLTreeNode
{
	AVLTreeNode<K, V>* _left;
	AVLTreeNode<K, V>* _right;
	AVLTreeNode<K, V>* _parent;

	K _key;
	V _value;
	int _bf;   //平衡因子
	AVLTreeNode(const K& key, const V& value)
		:_bf(0), _left(NULL), _right(NULL), _parent(NULL), _key(key), _value(value)
	{}
};
template<class K, class V>
class AVLTree
{
	typedef AVLTreeNode<K, V> Node;
public:
	AVLTree()
		:_root(NULL)
	{}
	bool Insert(const K& key, const V& value)
	{
		if (_root == NULL)
		{
			_root = new Node(key, value);
			return true;
		}
		Node* cur = _root;
		Node* parent = NULL;
		while (cur)
		{
			if (cur->_key > key)
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_left;
			}
			else if (cur->_key < key)
			{
				parent = cur;
				cur = cur->_right;
			}
			else
				return false;
		}
		Node* tmp;
		if (parent->_key>key)
		{
			tmp = new Node(key, value);
			parent->_left = tmp;
			tmp->_parent = parent;
		}
		else
		{
			tmp = new Node(key, value);
			parent->_right = tmp;
			tmp->_parent = parent;
		}

		//更新_bf
		bool isRotate = false;
		cur = tmp;
		parent = cur->_parent;
		while (parent)
		{
			if (parent->_left == cur)
				parent->_bf--;
			else
				parent->_bf++;
			if (parent->_bf == 0)
				break;
			else if (parent->_bf == -1||parent->_bf == 1  )
			{
				cur = parent;
				parent = cur->_parent;
			}
			else   //用旋转来调整平衡因子
			{
				if (parent->_bf == 2)
				{
					if (cur->_bf == 1)
						RotateL(parent);
					else
						RotateRL(parent);
				}
				else
				{
					if (cur->_bf == -1)
						RotateR(parent);
					else
						RotateLR(parent);
				}
				isRotate = true;
				break;
			}
		}
		if (isRotate)
		{
			Node* ppNode = parent->_parent;
			if (ppNode == NULL)
				_root = parent;
			else if (ppNode->_key > parent->_key)
				ppNode->_left = parent;
			else
				ppNode->_right = parent;
		}
		return true;
	}
	void InOrder()
	{
		_InOrder(_root);
		cout << endl;
	}
	bool IsBlance()
	{
		return _IsBlance(_root);
	}
protected:

	void _InOrder(Node* root)
	{
		if (root == NULL)
			return;
		_InOrder(root->_left);
		cout << root->_key << " ";
		_InOrder(root->_right);
	}

	int _Height(Node* root)
	{
		if (root == NULL)
			return NULL;

		int left = _Height(root->_left);
		int right = _Height(root->_right);

		return left > right ? left + 1 : right + 1;
	}
	bool _IsBlance(Node* root)
	{
		if (root == NULL)
			return true;
		int bf = _Height(root->_right) - _Height(root->_left);
		if (root->_bf != bf)
			cout << "平衡因子异常" << root->_key << endl;
		return root->_bf == bf&&abs(bf) < 2 && _IsBlance(root->_left) && _IsBlance(root->_right);
	}
	void RotateL(Node* &parent)
	{
		Node* subR = parent->_right;
		Node* subRL = subR->_left;
		parent->_right = subRL;
		if (subRL)
			subRL->_parent = parent;
		subR->_left = parent;
		subR->_parent = parent->_parent;
		parent->_parent = subR;

		parent->_bf = subR->_bf = 0;
		parent = subR;
	}
	void RotateR(Node* &parent)
	{
		Node* subL = parent->_left;
		Node* subLR = subL->_right;
		parent->_left = subLR;
		if (subLR)
			subLR->_parent = parent;
		subL->_right = parent;
		subL->_parent = parent->_parent;
		parent->_parent = subL;

		parent->_bf = subL->_bf = 0;
		parent = subL;
	}
	void RotateRL(Node* &parent)
	{
		Node* pNode = parent;
		Node* subRNode = parent->_right;
		Node* subRLNode = subRNode->_left;
		int bf = subRLNode->_bf;

		RotateR(parent->_right);
		RotateL(parent);

		if (bf == 1)
		{
			subRNode->_bf = 0;
			pNode->_bf = -1;
		}
		else if (bf == -1)
		{
			subRNode->_bf = 1;
			pNode->_bf = 0;
		}
		else
		{
			subRNode->_bf = 0;
			pNode->_bf = 0;
		}

		subRLNode->_bf = 0;
	}
	void RotateLR(Node* &parent)
	{
		Node* pNode = parent;
		Node* subLNode = parent->_left;
		Node* subLRNode = subLNode->_right;
		int bf = subLRNode->_bf;

		RotateL(parent->_left);
		RotateR(parent);

		if (bf == -1)
		{
			subLNode->_bf = 0;
			pNode->_bf = 1;
		}
		else if (bf == 1)
		{
			subLNode->_bf = -1;
			pNode->_bf = 0;
		}
		else
		{
			subLNode->_bf = 0;
			pNode->_bf = 0;
		}

		subLRNode->_bf = 0;
	}
protected:
	Node* _root;
};
void test()
{
	AVLTree<int, int> t;
	int a[] = { 16, 3, 7, 11, 9, 26, 18, 14, 15 };
	for (size_t i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(a[0]); ++i)
	{
		t.Insert(a[i], i);
	}

	t.InOrder();

	cout << "t是否平衡?" << t.IsBlance() << endl;

}
int main()
{
	test();
	return 0;
}


下载方式:https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 布线问题(分支限界算法)是计算机科学和电子工程领域中一个广为人知的议题,它主要探讨如何在印刷电路板上定位两个节点间最短的连接路径。 在这一议题中,电路板被构建为一个包含 n×m 个方格的矩阵,每个方格能够被界定为可通行或不可通行,其核心任务是定位从初始点到最终点的最短路径。 分支限界算法是处理布线问题的一种常用策略。 该算法与回溯法有相似之处,但存在差异,分支限界法仅需获取满足约束条件的一个最优路径,并按照广度优先或最小成本优先的原则来探索解空间树。 树 T 被构建为子集树或排列树,在探索过程中,每个节点仅被赋予一次成为扩展节点的机会,且会一次性生成其全部子节点。 针对布线问题的解决,队列式分支限界法可以被采用。 从起始位置 a 出发,将其设定为首个扩展节点,并将与该扩展节点相邻且可通行的方格加入至活跃节点队列中,将这些方格标记为 1,即从起始方格 a 到这些方格的距离为 1。 随后,从活跃节点队列中提取队首节点作为下一个扩展节点,并将与当前扩展节点相邻且未标记的方格标记为 2,随后将这些方格存入活跃节点队列。 这一过程将持续进行,直至算法探测到目标方格 b 或活跃节点队列为空。 在实现上述算法时,必须定义一个类 Position 来表征电路板上方格的位置,其成员 row 和 col 分别指示方格所在的行和列。 在方格位置上,布线能够沿右、下、左、上四个方向展开。 这四个方向的移动分别被记为 0、1、2、3。 下述表格中,offset[i].row 和 offset[i].col(i=0,1,2,3)分别提供了沿这四个方向前进 1 步相对于当前方格的相对位移。 在 Java 编程语言中,可以使用二维数组...
源码来自:https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 在VC++开发过程中,对话框(CDialog)作为典型的用户界面组件,承担着与用户进行信息交互的重要角色。 在VS2008SP1的开发环境中,常常需要满足为对话框配置个性化背景图片的需求,以此来优化用户的操作体验。 本案例将系统性地阐述在CDialog框架下如何达成这一功能。 首先,需要在资源设计工具中构建一个新的对话框资源。 具体操作是在Visual Studio平台中,进入资源视图(Resource View)界面,定位到对话框(Dialog)分支,通过右键选择“插入对话框”(Insert Dialog)选项。 完成对话框内控件的布局设计后,对对话框资源进行保存。 随后,将着手进行背景图片的载入工作。 通常有两种主要的技术路径:1. **运用位图控件(CStatic)**:在对话框界面中嵌入一个CStatic控件,并将其属性设置为BST_OWNERDRAW,从而具备自主控制绘制过程的权限。 在对话框的类定义中,需要重写OnPaint()函数,负责调用图片资源并借助CDC对象将其渲染到对话框表面。 此外,必须合理处理WM_CTLCOLORSTATIC消息,确保背景图片的展示不会受到其他界面元素的干扰。 ```cppvoid CMyDialog::OnPaint(){ CPaintDC dc(this); // 生成设备上下文对象 CBitmap bitmap; bitmap.LoadBitmap(IDC_BITMAP_BACKGROUND); // 获取背景图片资源 CDC memDC; memDC.CreateCompatibleDC(&dc); CBitmap* pOldBitmap = m...
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