使用二叉排序树构造键值映射

最新推荐文章于 2022-01-17 15:12:23 发布

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CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：数据结构与算法

原文链接：http://www.cnblogs.com/whu-gy/archive/2008/08/24/1275076.html

本文介绍了一种使用二叉排序树实现的Map结构，包括插入、删除、搜索等功能。通过模板类CMapItem存储键值对，并实现了比较运算符以支持不同数据类型的键。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

在STL里有map，在MFC里有CMap，它们都是通过模板来构造这样一种结构，即可以将<key,value>键值对存储进来。对于键值对的存储会使用到某种数据结构，来达到快速存储与搜索的目的。

本文中使用二叉排序树来构造类CC_Map，具有插入、删除、搜索节点等基本功能。定义节点类CMapItem,它也是一个模板类，其中可以存储<key,value>，key和value的数据类型通过模板参数来定义。在CMapItem里重载了>，<，==，=等基本操作符，用于节点大小的比较。如果key、value为用户自定义类型，例如CCustomCls，则只需要在CCustomCls里重新重载这几个操作符即可（如果CCustomCls是作为key的数据类型的话，因为程序中默认是对key进行比较）。

由于是仓促之作，还很不完善，以后在使用中在进行修改吧，先存在这里，以作参考。更希望大家能够指出问题，帮助完善，共同学习。

CMapItem类

#pragma once

template<class First,class Second>

class CC_MapItem

{

public:

CC_MapItem(void)

{

m_pLeft = NULL;

m_pRight = NULL;

}

public:

~CC_MapItem(void)

{

m_pLeft = NULL;

m_pRight = NULL;

}

public:

void MakePair(First first,Second second)

{

m_First = first;

m_Second = second;

m_pLeft = NULL;

m_pRight = NULL;

};

//获取key

First GetFirst()

{

return m_First;

}

void SetFirst(First key)

{

m_First = key;

}

//获取value

Second GetSecond()

{

return m_Second;

}

void SetSecond(Second value)

{

m_Second =value;

}

bool operator >(CC_MapItem<First,Second>& item)

{

return this->m_First > item.m_First;

}

bool operator <(CC_MapItem<First,Second>& item)

{

return this->m_First < item.m_First;

}

bool operator ==(CC_MapItem<First,Second>& item)

{

return this->m_First == item.m_First;

}

private:

First m_First;

Second m_Second;

public:

CC_MapItem<First,Second>* m_pLeft; //左子节点

CC_MapItem<First,Second>* m_pRight; //右子节点

};

CC_Map

#pragma once

#include "C_MapItem.h"

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/23

扩展名: h

功能: 与STL中的map类似，由key和value组成的项，通过二叉树构成集合

*********************************************************************/

template<class First,class Second>

class CC_Map

{

public:

CC_Map(void)

{

m_Root = NULL;

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/23

函数功能: 插入一项

输入参数:

输出参数: 1: 成功0:已存在，不插入 -1:失败

********************************************************************/

int Insert(CC_MapItem<First,Second>& item)

{

//new一个新的MapItem，然后添加进来，也是为了便于后续的释放

CC_MapItem<First,Second>* InsertItem = new CC_MapItem<First,Second>;

if(InsertItem == NULL) return -1;

InsertItem->MakePair(item.GetFirst(),item.GetSecond());

if(!m_Root)

m_Root = InsertItem;

else

{

CC_MapItem<First,Second>* pCurItem = m_Root;

CC_MapItem<First,Second>* pPreItem = m_Root;

int flag = 0;

while(pCurItem)

{

if((*InsertItem) < (*pCurItem))

{

flag = -1;

pPreItem = pCurItem;

pCurItem = pCurItem->m_pLeft;

}

else if((*InsertItem) > (*pCurItem))

{

flag = 1;

pPreItem = pCurItem;

pCurItem = pCurItem->m_pRight;

}

else if((*InsertItem) == (*pCurItem))

return 0;

}

if(flag == -1)

pPreItem->m_pLeft = InsertItem;

else if(flag == 1)

pPreItem->m_pRight = InsertItem;

}

return 1;

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int Insert(First first,Second second)

{

CC_MapItem<First,Second> tmp;

tmp.MakePair(first,second);

return Insert(tmp);

}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/23

函数功能: 遍历,并调用回调函数

********************************************************************/

void Traversal(void(*callback)(CC_MapItem<First,Second>*))

{

TraversalRecusive(m_Root,callback);

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/24

函数功能: 通过key找到value

输入参数: key First

输出参数: value Second

********************************************************************/

Second Find(First key)

{

return FindRecusive(key,m_Root);

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/24

函数功能: 通过key找到item

输入参数:

输出参数:

********************************************************************/

CC_MapItem<First,Second>* FindItem(First key)

{

return FindItemRecusive(key,m_Root);

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/24

函数功能: 将key处的值设置为value,未找到则插入

输入参数:

输出参数: 1:成功0:失败

********************************************************************/

int SetAt(First key,Second value)

{

CC_MapItem<First,Second>* itemFind = FindItemRecusive(key,m_Root);

if(itemFind) //找到了

{

itemFind->SetSecond(value);

return 1;

}

else

{

itemFind = new CC_MapItem<First,Second>;

if(!itemFind) return 0;

itemFind->MakePair(key,value);

Insert(*itemFind);

//释放刚才new的item

delete itemFind;

itemFind = NULL;

return 1;

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/24

函数功能: 用于删除操作

输入参数: flag: -1左1右

输出参数: 1:成功0:失败-1:未找到

********************************************************************/

int SearchItemForDel(CC_MapItem<First,Second>* root,First key,CC_MapItem<First,Second>** item,CC_MapItem<First,Second>** parent,int* flag)

{

if((*item) == NULL) return 0;

if((*parent) == NULL) return 0;

while(root)

{

if(key < root->GetFirst())

{

*parent = *item;

*item = (*item)->m_pLeft;

*flag = -1;

return SearchItemForDel(root->m_pLeft,key,item,parent,flag);

}

else if(key > root->GetFirst())

{

*parent = *item;

*item = (*item)->m_pRight;

*flag = 1;

return SearchItemForDel(root->m_pRight,key,item,parent,flag);

}

else

{

return 1;

}

return -1;

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/24

函数功能: 删除某个节点

输入参数:

输出参数:

********************************************************************/

void DeleteItem(CC_MapItem<First,Second>* item)

{

if(item) //判断是否为NULL

{

if(item->m_pLeft) //如果左子树不为空

{

CC_MapItem<First,Second>* pCur = item->m_pLeft;

CC_MapItem<First,Second>* pPre = item->m_pLeft;

while(pCur->m_pRight)

{

pPre = pCur;

pCur = pCur->m_pRight;

}

item->SetFirst(pCur->GetFirst());

item->SetSecond(pCur->GetSecond());

if(pPre != pCur)

pPre->m_pRight = pCur->m_pLeft;

else

item->m_pLeft = pCur->m_pLeft;

delete(pCur);

pCur = NULL;

}

else

{

/*CC_MapItem<First,Second>* q = item;

item = item->m_pRight;

delete q;

q = NULL;*/

CC_MapItem<First,Second>* currentItem = m_Root;

CC_MapItem<First,Second>* parent = m_Root;

int flag = 0;

SearchItemForDel(m_Root,item->GetFirst(),&currentItem,&parent,&flag);

if(item == parent)

m_Root = m_Root->m_pRight;

else

{

if(flag == -1)

parent->m_pLeft = currentItem->m_pRight;

else if(flag == 1)

parent->m_pRight = currentItem->m_pRight;

delete item;

item = NULL;

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/24

函数功能: 删除某个节点

输入参数:

输出参数:

********************************************************************/

void DeleteItem(CC_MapItem<First,Second>* item,CC_MapItem<First,Second>* parent,int flag)

{

if(item) //判断是否为NULL

{

if(item->m_pLeft) //如果左子树不为空

{

CC_MapItem<First,Second>* pCur = item->m_pLeft;

CC_MapItem<First,Second>* pPre = item->m_pLeft;

while(pCur->m_pRight)

{

pPre = pCur;

pCur = pCur->m_pRight;

}

item->SetFirst(pCur->GetFirst());

item->SetSecond(pCur->GetSecond());

if(pPre != pCur)

pPre->m_pRight = pCur->m_pLeft;

else

item->m_pLeft = pCur->m_pLeft;

delete(pCur);

pCur = NULL;

}

else

{

if(item == parent)

m_Root = m_Root->m_pRight;

else

{

if(flag == -1)

parent->m_pLeft = item->m_pRight;

else if(flag == 1)

parent->m_pRight = item->m_pRight;

delete item;

item = NULL;

}

/********************************************************************

创建时间: 2008/08/24

函数功能: 根据key找到某项，然后删除

输入参数:

输出参数:

********************************************************************/

void Delete(First key)

{

CC_MapItem<First,Second>* item = m_Root;

CC_MapItem<First,Second>* parent = m_Root;

int flag = 0;

SearchItemForDel(m_Root,key,&item,&parent,&flag);

DeleteItem(item,parent,flag);

};

public:

~CC_Map(void)

{

Release(m_Root);

};

private:

CC_MapItem<First,Second>* m_Root;

//释放内存,后序遍历

void Release(CC_MapItem<First,Second>* item)

{

if(item)

{

Release(item->m_pLeft);

Release(item->m_pRight);

delete item;

item = NULL;

}

//中序遍历

void TraversalRecusive(CC_MapItem<First,Second>* item,void(*callback)(CC_MapItem<First,Second>*))

{

if(item)

{

TraversalRecusive(item->m_pLeft,callback);

callback(item);

TraversalRecusive(item->m_pRight,callback);

}

//搜索

Second FindRecusive(First key,CC_MapItem<First,Second>* root)

{

if(root)

{

if(key < root->GetFirst())

return FindRecusive(key,root->m_pLeft);

else if(key > root->GetFirst())

return FindRecusive(key,root->m_pRight);

else

return root->GetSecond();

}

return -1;

}

//搜索

CC_MapItem<First,Second>* FindItemRecusive(First key,CC_MapItem<First,Second>* root)

{

if(root)

{

if(key < root->GetFirst())

return FindItemRecusive(key,root->m_pLeft);

else if(key > root->GetFirst())

return FindItemRecusive(key,root->m_pRight);

else

return root;

}

return NULL;

}

};

使用：

Code

CC_Map<int,int> pMap;

CC_MapItem<int,int> b0;
b0.MakePair(5,3);

CC_MapItem<int,int> b1;
b1.MakePair(7,12);

CC_MapItem<int,int> b2;
b2.MakePair(1,87);

CC_MapItem<int,int> b3;
b3.MakePair(5,234);

CC_MapItem<int,int> b4;
b4.MakePair(3,16);

CC_MapItem<int,int> b5;
b5.MakePair(2,11);

CC_MapItem<int,int> b6;
b6.MakePair(8,123);

CC_MapItem<int,int> b7;
b7.MakePair(7,324);

pMap.Insert(b0);
pMap.Insert(b1);
pMap.Insert(b2);
pMap.Insert(b3);
pMap.Insert(b4);
pMap.Insert(b5);
pMap.Insert(b6);
pMap.Insert(b7);

//回调函数遍历
//void(*p)(CC_MapItem<int,int>* item) = CallBack;
//pMap.Traversal(p);

//查找
int value = pMap.Find(3);

//设置
pMap.SetAt(9,132);
value = pMap.Find(9);

//删除节点
pMap.Delete(7);

转载于:https://www.cnblogs.com/whu-gy/archive/2008/08/24/1275076.html