PTA 04-树7 二叉搜索树的操作集

本文详细介绍了二叉搜索树的基本操作,包括插入和删除节点的方法。删除操作分为三种情况:节点不存在、单孩子节点和双孩子节点。对于双孩子节点的删除,采用找到右子树的最小节点替换并删除该节点的策略。代码实现清晰,适用于理解二叉搜索树的操作原理。

PTA 04-树7 二叉搜索树的操作集

题目链接

思路

原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43893847/article/details/102647325
主要写一下Delete.
1.按顺序找,找到了空结点,表示树中没有这个节点。
2.比当前结点值小,找左子树。
3.比当前结点值大,找右子树。
4.等于当前结点值,要删除当前结点。
(1)左右孩子健全,最便捷的删除方式是用左子树最大结点或右子树最小结点的值替换该结点值,然后载左子树或右子树中删除这个值;(二叉搜索树的属性)
(2)单孩子或没孩子。有孩子就用其替换当前结点。指针指向仅有的孩子再删除或原地删除。

Code

Position FindMin( BinTree BST ){
	if(BST){//不添加这个条件就会报错,不要忘记!如为空则没有最小值
		if(!BST->Left) return BST;
	    else return FindMin( BST->Left );
	}
	
}
Position FindMax( BinTree BST ){
	if(BST){
		if(!BST->Right) return BST;
	    else return FindMax( BST->Right );
	}
}

BinTree Insert( BinTree BST, ElementType X ){
	if(!BST){
		BST=(BinTree)malloc(sizeof(struct TNode));
		BST->Data=X;
		BST->Left=NULL;BST->Right=NULL;
	}
	else if ( X < BST->Data) BST->Left=Insert( BST->Left, X );
	else if ( X > BST->Data) BST->Right=Insert( BST->Right, X );
	return BST;
}
BinTree Delete( BinTree BST, ElementType X ){
	Position pos;
	if(!BST){
		printf("Not Found\n");
	}
	else if(X == BST->Data){
		if(BST->Right&&BST->Left){
			pos=FindMin(BST->Right);
			BST->Data=pos->Data;
			BST->Right= Delete( BST->Right, BST->Data );
		}
		else {
			pos=BST;
			if(!BST->Left) BST=BST->Right;
			else if(!BST->Right) BST=BST->Left;
			free(pos);
		}
	}
	else if ( X < BST->Data) BST->Left=Delete( BST->Left, X );
	else if ( X > BST->Data) BST->Right=Delete( BST->Right, X );
	return BST;
}
Position Find( BinTree BST, ElementType X ){
	if(!BST) return NULL;
	else if(BST->Data==X) return BST;
	else if(X<BST->Data) return Find(BST->Left,X);
	else if(X>BST->Data) return Find(BST->Right,X);
}

### PTA 7-2 二叉搜索树结构实现与问题解决方案 #### 描述 在处理PTA平台上有关二叉搜索树(BST)的问题时,理解其基本操作至关重要。这不仅涉及创建和维护一棵平衡的二叉搜索树,还包括执行诸如插入、删除以及查询等常见任务。 #### 创建二叉搜索树 为了构建一个有效的二叉搜索树,在初始化阶段应当首先定义好节点的数据结构,并确保每次新增元素都能按照左子小于父节点而右子大于等于父节点的原则正确放置[^3]。 ```cpp struct TreeNode { int val; TreeNode *left, *right; TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL){} }; ``` 当向已存在的二叉搜索树中添加新值时,可以通过递归方式来完成: ```cpp TreeNode* insertIntoBST(TreeNode* root, int val){ if (!root) return new TreeNode(val); if (val < root->val) root->left = insertIntoBST(root->left, val); else root->right = insertIntoBST(root->right, val); return root; } ``` #### 删除特定数值对应的节点 对于删除操作而言,存在三种可能的情形:目标节点无任何孩子;只有一个孩子;有两个孩子。前两种情形相对容易处理——只需调整指针指向即可解决问题。然而第三种情况则较为复杂一些,通常的做法是从右侧寻找最小值作为替代品并移除之[^4]。 ```cpp TreeNode* deleteNode(TreeNode* root, int key){ if(!root) return nullptr; if(key < root->val) root->left = deleteNode(root->left, key); else if(key > root->val) root->right = deleteNode(root->right, key); else{ // Node with only one child or no child if(!root->left || !root->right){ TreeNode* temp = root->left ? root->left : root->right; if(temp == NULL){ // No children case temp = root; root = NULL; }else{ // One child case *root = *temp; } free(temp); }else { // Two children cases TreeNode* minNodeOnRightSubtree = findMin(root->right); root->val = minNodeOnRightSubtree->val; root->right = deleteNode(root->right,minNodeOnRightSubtree->val); } } return root; } // Helper function to find minimum value node in a given tree. TreeNode* findMin(TreeNode* node){ while(node && node->left != NULL) node = node->left; return node; } ``` #### 查询功能 除了上述增删改之外,另一个重要的方面就是如何高效地定位某个具体的键值位置或是判断两个指定节点之间的关系,比如求解它们之间最近共同祖先等问题[^2]。 ```cpp bool searchInBST(TreeNode* root,int target){ if(!root) return false; if(target<root->val) return searchInBST(root->left,target); else if(target>root->val) return searchInBST(root->right,target); else return true; } ``` 通过以上方法论可以较好地应对大部分基础性的二叉搜索树编程挑战。当然实际应用过程中还可能会遇到更多复杂的场景需求进一步优化算法效率或增强鲁棒性等方面的工作。
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