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  • 二叉搜索树(BST)---python实现

    github:代码实现
    本文算法均使用python3实现

    1. 二叉搜索树定义

      二叉搜索树(Binary Search Tree),又名二叉排序树(Binary Sort Tree)。
      二叉搜索树是具有有以下性质的二叉树:
      (1)若左子树不为空,则左子树上所有节点的值均小于或等于它的根节点的值。
      (2)若右子树不为空,则右子树上所有节点的值均大于或等于它的根节点的值。
      (3)左、右子树也分别为二叉搜索树。


    2. 二叉搜索树的相关操作

    2.1 插入操作

      从根节点开始,若插入的值比根节点的值小,则将其插入根节点的左子树;若比根节点的值大,则将其插入根节点的右子树。该操作可使用递归进行实现。
          

    程序代码:

    	def insert(self, root, val):
    		'''二叉搜索树插入操作'''
    		if root == None:
    			root = TreeNode(val)
    		elif val < root.val:
    			root.left = self.insert(root.left, val)
    		elif val > root.val:
    			root.right = self.insert(root.right, val)
    		return root
    
    

    2.2 查询操作

      从根节点开始查找,待查找的值是否与根节点的值相同,若相同则返回True;否则,判断待寻找的值是否比根节点的值小,若是则进入根节点左子树进行查找,否则进入右子树进行查找。该操作使用递归实现。

    程序代码:

    	def query(self, root, val):
    		'''二叉搜索树查询操作'''
    		if root == None:
    			return False
    		if root.val == val:
    			return True
    		elif val < root.val:
    			return self.query(root.left, val)
    		elif val > root.val:
    			return self.query(root.right, val)
    
    

    2.3 查找二叉搜索树中的最大(小值)

      (1)查找最小值:从根节点开始,沿着左子树一直往下,直到找到最后一个左子树节点,按照定义可知,该节点一定是该二叉搜索树中的最小值节点。
    程序代码:

    	def findMin(self, root):
    		'''查找二叉搜索树中最小值点'''
    		if root.left:
    			return self.findMin(root.left)
    		else:
    			return root
    
    

      (2)查找最大值:从根节点开始,沿着右子树一直往下,直到找到最后一个右子树节点,按照定义可知,该节点一定是该二叉搜索树中的最大值节点。
    程序代码:

    	def findMax(self, root):
    		'''查找二叉搜索树中最大值点'''
    		if root.right:
    			return self.findMax(root.right)
    		else:
    			return root
    
    

    2.4 删除节点操作

      对二叉搜索树节点的删除操作分为以下三种情况:
      (1)待删除节点既无左子树也无右子树:直接删除该节点即可
          

      (2)待删除节点只有左子树或者只有右子树:将其左子树或右子树根节点代替待删除节点
          

      (3)待删除节点既有左子树也有右子树:找到该节点右子树中最小值节点,使用该节点代替待删除节点,然后在右子树中删除最小值节点。
          

    程序代码:

    	def delNode(self, root, val):
    		'''删除二叉搜索树中值为val的点'''
    		if root == None:
    			return 
    		if val < root.val:
    			root.left = self.delNode(root.left, val)
    		elif val > root.val:
    			root.right = self.delNode(root.right, val)
    		# 当val == root.val时,分为三种情况:只有左子树或者只有右子树、有左右子树、即无左子树又无右子树
    		else:
    			if root.left and root.right:
    				# 既有左子树又有右子树,则需找到右子树中最小值节点
    				temp = self.findMin(root.right)
    				root.val = temp.val
    				# 再把右子树中最小值节点删除
    				root.right = self.delNode(root.right, temp.val)
    			elif root.right == None and root.left == None:
    				# 左右子树都为空
    				root = None
    			elif root.right == None:
    				# 只有左子树
    				root = root.left
    			elif root.left == None:
    				# 只有右子树
    				root = root.right
    		return root
    
    

    2.5 打印操作

      实现二叉搜索树的中序遍历,并打印出来。该方法打印出来的数列将是按照递增顺序排列。

    程序代码:

    	def printTree(self, root):
    		# 打印二叉搜索树(中序打印,有序数列)
    		if root == None:
    			return 
    		self.printTree(root.left)
    		print(root.val, end = ' ')
    		self.printTree(root.right)
    
    

    引用及参考:
    [1]《数据结构》李春葆著
    [2] https://blog.csdn.net/u010089444/article/details/70854510?utm_source=itdadao&utm_medium=referral

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