数据结构--伸展树

伸展树(Splay Tree)是特殊的二叉查找树。
它的特殊是指,它除了本身是棵二叉查找树之外,它还具备一个特点: 当某个节点被访问时,

伸展树会通过旋转使该节点成为树根。这样做的好处是,下次要访问该节点时,能够迅速的访问到该节点。

SplayTreeNode是伸展树节点对应的类。它包括的几个组成元素:
(01) key -- 是关键字,是用来对伸展树的节点进行排序的。
(02) left -- 是左孩子。
(03) right -- 是右孩子。

 当我们沿着树向下搜索某个节点X的时候,我们将搜索路径上的节点及其子树移走。我们构建两棵临时的树──左树和右树。

没有被移走的节点构成的树称作中树。在伸展操作的过程中:

1、当前节点X是中树的根。
2、左树L保存小于X的节点。
3、右树R保存大于X的节点。
开始时候,X是树T的根,左右树L和R都是空的。

伸展树是第三种二叉树的变种。

在节点中没有存储平衡信息或节点颜色的信息。

作为替代,伸展树是链表维护的“上移”方法与二叉树之间的交叉。

无需像我们对红黑树所做的那样尝试保持树处于平衡状态,将实现的是另一种恒定重排的形式:每次访问树时,都使用双旋转和单旋转重排树,

使得访问过的节点位于树的根。

1、zig:
 
                                
    如上图,在搜索到X的时候,所查找的节点比X小,将Y旋转到中树的树根。旋转之后,X及其右子树被移动到右树上。很显然,右树上的节点都大于所要查找的节点。注意X被放置在右树的最小的位置,也就是X及其子树比原先的右树中所有的节点都要小。这是由于越是在路径前面被移动到右树的节点,其值越大。
2、zig-zig:
 
                                
    在这种情况下,所查找的节点在Z的子树中,也就是,所查找的节点比X和Y都小。所以要将X,Y及其右子树都移动到右树中。首先是Y绕X右旋,然后Z绕Y右旋,最后将Z的右子树(此时Z的右子节点为Y)移动到右树中。注意右树中挂载点的位置。
3、zig-zag:
 
                            
    在这种情况中,首先将Y右旋到根。这和Zig的情况是一样的。然后变成上图右边所示的形状。接着,对Z进行左旋,将Y及其左子树移动到左树上。这样,这种情况就被分成了两个Zig情况。这样,在编程的时候就会简化,但是操作的数目增加(相当于两次Zig情况)。
    最后,在查找到节点后,将三棵树合并。如图:
 
                                

    将中树的左右子树分别连接到左树的右子树和右树的左子树上。将左右树作为X的左右子树。重新最成了一所查找的节点为根的树。

  右连接:将当前根及其右子树连接到右树上。左子结点作为新根。
  左连接:将当前根及其左子树连接到左树上。右子结点作为新根。

越是在路径前面被移动到右树的节点,其值越大;越是在路径前面移动到左树的节点,其值越小。

 这很显然,右连接,将当前根以及右子树全部连接到右树,即把整课树中值大的一部分移走(大于等于当前根),

 后面,在进行右连接,其值肯定小于之前的,所以,要加在右树的左边。

右连接:将当前根及其右子树连接到右树上。左子结点作为新根。
 左连接:将当前根及其左子树连接到左树上。右子结点作为新根。
  T : 当前的根节点。
  Function Top-Down-Splay
     Do
          If X 小于 T Then
               If X 等于 T 的左子结点 Then           //zig
                 右连接
               ElseIf X 小于 T 的左子结点 Then       //zig-zig
                 T的左子节点绕T右旋
                 右连接
               Else X大于 T 的左子结点 Then          //zig-zag
                 右连接
                 左连接
               EndIf    
           ElseIf X大于 T Then
               IF X 等于 T 的右子结点 Then
                 左连接
               ElseIf X 大于 T 的右子结点 Then
                 T的右子节点绕T左旋
                 左连接
               Else X小于 T 的右子结点 Then
                 左连接
                 右连接
               EndIf
          EndIf
     While  !(找到 X或遇到空节点)
      组合左中右树
  EndFunction

  

原文地址:https://www.cnblogs.com/277223178dudu/p/11429610.html