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C++实现二叉排序树

2023-07-10 07:39:24 深夜i -- --

C++ 二叉排序树实现

二叉排序树，也称为二叉搜索树，是一种常见的数据结构，其特点是左子树节点值小于根节点的值，右子树节点的值大于根节点的值。这种特性使得二叉排序树在搜索、插入和删除等操作上拥有良好的效率。

C++是一种广泛使用的编程语言，其语法结构清晰、丰富多彩的数据类型以及强大的面向对象编程特性使得它成为了许多程序员喜爱的语言之一。在C++中，实现一个二叉排序树并不难，具体步骤如下：

1.定义节点结构体

节点结构体是二叉排序树的最基本元素，它包含三个成员变量：数据域，左子树指针和右子树指针。定义一个如下的节点结构体：


struct BSTNode {
  int data;  
  BSTNode *left; 
  BSTNode *right; 
  BSTNode(int data) : data(data), left(NULL), right(NULL) {}
};

2.实现插入操作

在二叉排序树中，插入一个节点的操作就是找到插入位置，并且注意保持树的有序性。实现如下：


BSTNode* insert(BSTNode *root, int value) {
  if (root == NULL) {
    root = new BSTNode(value);
  } else {
    if (value < root->data) {
      root->left = insert(root->left, value);
    } else if (value > root->data) {
      root->right = insert(root->right, value);
    }
  }
  return root;
}

3.实现查找操作

查找操作就是在二叉树中寻找一个给定的数据，如果找到那么返回节点的指针，否则返回NULL。实现如下：


BSTNode* search(BSTNode *root, int value) {
  if (root == NULL || root->data == value)
    return root;
  
  if (value < root->data) {
    return search(root->left, value);
  } else {
    return search(root->right, value);
  }
}

4.实现删除操作

在二叉排序树中删除一个节点的操作较为复杂，需要考虑多种情况。具体而言，如果删除的节点是叶子节点，直接删除即可；如果删除的节点有一个子节点，将节点与其子节点的子树挂接上去即可；如果删除的节点有两个子节点，则需要找到其右子树中最小的节点，用该节点代替要删除的节点。删除操作实现如下：


BSTNode* deleteNode(BSTNode *root, int value) {
  if (root == NULL)
    return root;
  
  if (value < root->data) {
    root->left = deleteNode(root->left, value);
  } else if (value > root->data) {
    root->right = deleteNode(root->right, value);
  } else {
    if (root->left == NULL) {
      BSTNode *temp = root->right;
      delete root;
      return temp;
    } else if (root->right == NULL) {
      BSTNode *temp = root->left;
      delete root;
      return temp;
    }          
    BSTNode *temp = minValue(root->right);   
    root->data = temp->data;
    root->right = deleteNode(root->right, temp->data);
  }
  return root;
}

5.实现遍历操作

二叉排序树的三种遍历方式分别为前序遍历、中序遍历和后序遍历。实现如下：


void preOrder(BSTNode *root) {
  if (root != NULL) {
    cout << root->data << " ";
    preOrder(root->left);
    preOrder(root->right);
  }
}
void inOrder(BSTNode *root) {
  if (root != NULL) {
    inOrder(root->left);
    cout << root->data << " ";
    inOrder(root->right);
  }
}
void postOrder(BSTNode *root) {
  if (root != NULL) {
    postOrder(root->left);
    postOrder(root->right);
    cout << root->data << " ";
  }
}

总的来说，在C++中实现一个二叉排序树并不算难，只需要了解二叉排序树的基本概念以及掌握一些基础的编程技巧即可。通过本文的介绍，读者们可能对二叉排序树的实现有了更深入的认识，希望能对您今后的学习和工作有所帮助。

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