二叉查找树
二分搜索树是一种二叉树,但是不一定是完全二叉树,其具有父节点大于左子树,且小于右子树的特点。
实现
具体的代码实现见博文二叉搜索树C++实现(search, remove, insert, min, max, rank, select)
- 查找元素:查找时利用二分查找树的特性,如果小于该节点则去该节点的左子树进行搜索,如果大于该节点则去该节点的右子树进行搜索,直到搜索到相等的节点后返回。
- 删除元素:删除元素时需要先找到该元素,然后维护二分搜索树的特性,及将左子树中的最大值(或者右子树的最小值)取出补全删除元素的位置。
- 插入元素:插入元素与查找元素过程较为相似,直到搜素到空节点,为空节点赋值即可。
- 求元素的rank值:通过维护该树中所含元素的个数n可以求得,其与查找元素相似,在查找过程中,令当大于等于当前节点元素时执行rank += 该节点左子树的节点个数+1,即可求得rank;因为如果是搜索右子树时,则在原来的rank基础上又增加了左子树全部节点的个数。
- 通过rank选择元素:通过维护该树中所含元素的个数n可以求得,其与查找元素相似,在查找过程中,令当大于等于当前节点元素时,执行rank -= 该节点左子树的节点个数+1,当rank=该节点左子树的节点个数+1时,当前节点为所求节点;
- 深度优先搜索:借助递归算法不断遍历当前遍历到节点的左右子节点,对于树这个数据结构根据左子节点、右子节点和当前节点的遍历顺序该搜索算法又可分为前序、中序和后序遍历,其中中序遍历可以达到排序的效果。
- 广度优先搜索:借助队列这个数据结构达到层序遍历的效果,及将已遍历的节点的子节点加入队列,并且出队进行遍历。
性能
查找元素 | 插入元素 | 删除元素 | |
---|---|---|---|
普通数组 | O(n) | O(n) | O(n) |
顺序数组 | O(logn) | O(n) | O(n) |
堆 | O(lgn) | O(lgn) | O(logn) |