BST——C++

BST,即二叉排序树,是一种特殊的二叉树结构,其中左子节点小于父节点,右子节点大于父节点。它在理想情况下能提供高效的查找操作。然而,如果频繁增删导致树形失衡,性能会显著下降。二叉搜索树的目标是模拟二分查找,对于学习数据结构的初学者来说是一大挑战。

BST树,是指左子树上所有节点都小于双亲结点,右子树上所有节点都大于双亲结点的二叉树,BST树又称为二叉排序树和二叉搜索树,理想状态下真的很不错,如果不是频繁的对树进行增删其实哈、还好,嘻嘻,就怕你改成了斜树,那样就是废品。怎么说呢,这些搜索树,都是为了模仿二分查找的,好好学习吧少年。

#include<iostream>

/*
BST的类写好了,增删改查,emmm不难,但是发现书上给的代码有问题,大话数据结构324页,4-11行。
错的离谱,感觉就像开玩笑,可能是我看错了,我没按照书上写。
*/


using  namespace  std;

typedef struct  BiTNode
{
    int data;
    BiTNode * lchild, *rchild;
}BiTNode, *BiTree;

class BSTree
{
public:
    BSTree()//提供三种构造函数
    {
        root = NULL;
    }
    BSTree(int key)
    {
        root = NULL;
        Insert(key);
    }
    BSTree(int *arr,int len)
    {
        root = NULL;
        for(int i = 0;i < len;++i)
        {
            Insert(arr[i]);
        }
    }

    bool  Delete(int key)//删除某个给定值
    {
        BiTree p =NULL;
        if(Search(key,p))
        {
            Delete_son(p);
            return true;
        }
        return false;
    }

    void Show()//打印
    {
        OrderTraverse(root);
        cout<<endl;
    }

    bool  Search(int key,BiTree & p)//查找,找到返回1,p接收结点指针,没找到返回0,p接收查找的最后一步的结点
    {
        BiTree f = NULL;
        return SearchBST_son(root,key,f,p);
    }

    bool Insert(int key)//插入,找得到就不插入
    {
        BiTree p =NULL;
        if(!Search(key,p))
        {
            BiTNode * s = new BiTNode();
            s->data = key;
            s->lchild = s->rchild =NULL;
            if(!p)
            {
                root = s;
            }
            else if(key > (p->data))
            {
                p->rchild = s;
            }
            else
            {
                p->lchild = s;
            }
            return true;
        }
        return false;
    }

    ~BSTree()//析构,采取后序遍历的方式来进行析构
    {
        PostOrderTraverse_del(root);//后序遍历_del
        root = NULL;
    }

private:
    void Delete_son(BiTree &p)//删除函数的子函数
    {
        BiTree q,s;
        if(p->lchild == NULL)//没有左孩子,采取拷贝右孩子的内容,删除右孩子,类似于,剑指里面单链表结点的O(1)删除
        {
           q = p->rchild;
           *p = *(p->rchild);
           free(q);
        }
        else if(p->rchild == NULL)//同理
        {
           q = p->lchild;
           *p = *(p->lchild);
           free(q);
        }
        else//一时半会说不清楚,自己看看书。
        {
            q = p;
            s = p -> lchild;
            while(s->rchild)
            {
                q = s;
                s = s ->rchild;
            }
            p -> data = s ->data;
            if(q == p)
            {
                q -> lchild = s -> lchild;
            }
            else 
            {
                q -> rchild = s -> lchild;
            }
            delete s;
        }
    }

    bool SearchBST_son(BiTree T,int key,BiTree f,BiTree &p)//查找函数子函数
    {
        if(!T)
        {
            p = f;
            return false;
        }
        else if(key == T->data)
        {
            p = T;
            return true;
        }
        else if(key < T->data)
        {
            return SearchBST_son(T->rchild,key,T,p);
        }
        else
        {
            return SearchBST_son(T->rchild,key,T,p);
        }
    }

    void OrderTraverse(BiTree T) 
    {
        if(!T)return ;
        OrderTraverse(T->lchild);
        cout<<T->data<<"->";
        OrderTraverse(T->rchild);
    }

    void PostOrderTraverse_del(BiTree T)//后序遍历_del
    {
        if(!T)return ;  
        PostOrderTraverse_del(T->lchild);
        PostOrderTraverse_del(T->rchild);
        delete T;
    }

    BiTree root;
};


int  main()
{
    int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    BSTree  bst(arr,10);
    bst.Show();
    bst.~BSTree();
    bst.Show();
}
### C++ 中二叉搜索 (BST) 的前序遍历实现 #### 定义二叉搜索结构体 为了方便操作,通常会先定义一个表示二叉搜索节点的数据结构: ```cpp struct TreeNode { int val; TreeNode *left; TreeNode *right; TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; ``` 此部分代码创建了一个简单的 `TreeNode` 结构体用于存储整数值以及指向左孩子的指针[^1]。 #### 迭代法实现前序遍历 迭代版本通过栈来模拟递归调用的过程。这里提供一种基于显式栈的方法来进行前序遍历: ```cpp void preOrderTraversalIterative(TreeNode* root, std::vector<int>& result){ if (!root) return; stack<TreeNode*> s; s.push(root); while(!s.empty()){ auto node = s.top(); s.pop(); result.push_back(node->val); // 访问当前结点 // 注意这里的顺序:因为栈是先进后出, // 所以应该先把边压入再把左边压入 if (node->right != nullptr) s.push(node->right); if (node->left != nullptr) s.push(node->left); } } ``` 这段程序展示了如何使用标准库中的 `stack` 来完成非递归形式的前序遍历,并将访问到的结果保存在一个向量中[^2]。 #### 递归法实现前序遍历 对于初学者来说,最直观的方式可能是采用递归来解决问题。下面给出了一种典型的递归解决方案: ```cpp void preOrderTraversalRecursive(TreeNode* root, vector<int> &result){ if (!root) return; result.push_back(root->val); // 处理根节点 preOrderTraversalRecursive(root->left, result); // 遍历左子 preOrderTraversalRecursive(root->right, result); // 遍历 } ``` 这种方法简单明了地实现了前序遍历逻辑——即按照“根 -> 左 -> ”的顺序依次处理各个节点[^3]。
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