平衡二叉树(AVL树)

本文深入探讨了平衡二叉树(AVL树)的概念,包括平衡因子的定义、最小不平衡子树的特性以及高度与结点数的关系。此外,详细介绍了四种平衡调整策略:RR、LL、LR和RL旋转,并强调了即使在不需要结构调整的情况下,也可能需要重新计算平衡因子。

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1、什么是平衡二叉树

平衡因子(Balance Factor,简称BF): BF(T) =hL-hR
其中hL和hR分别为T的左、右子树的高度。

平衡二叉树(Balanced Binary Tree)(AVL树):
空树,或者任一结点左、右子树高度差的绝对值不超过1,即|BF(T) |≤ 1

最小不平衡子树:距离插入结点最近的,且平衡因子的绝对值大于1的结点为根的子树
在这里插入图片描述

设 nh 高度为h的平衡二叉树的最少结点数。结点数最少时:
在这里插入图片描述

给定结点数为 n的AVL树的最大高度:O(log2n)!

2、平衡二叉树的调整

1、RR旋转:麻烦结点在发现者右子树的右边
注意:麻烦结点不一定是其父节点的右节点,也可能是左节点
在这里插入图片描述

2、LL旋转:麻烦结点在发现者左子树的左边
注意:麻烦结点不一定是其父节点的左节点,也可能是右节点

在这里插入图片描述
3、LR旋转:麻烦结点Jan在发现者May左子树的右边

在这里插入图片描述

4、RL旋转:麻烦结点Jan在发现者May右子树的左边

在这里插入图片描述

注意:有时候插入元素即便不需要调整结构,也可能需要重新计算一些平衡因子。

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