一步一步写数据结构(BST二叉排序树)

二叉排序树的重要性不用多说,下面用c++实现二叉排序树的建立,插入,查找,修改,和删除。难点在于删除,其他几个相对比较简单。

以下是代码:

  1 #include<iostream>
  2 using namespace std;
  3 //定义节点
  4 typedef struct BiNode
  5 {
  6     int data;
  7     struct BiNode *lchild,*rchild;
  8 }BiNode,*BiTree;
  9 
 10 //插入函数
 11 void insertBST(BiTree &T,int key)
 12 {
 13     if(NULL==T)
 14     {
 15         T=new BiNode;
 16         T->data=key;
 17         T->lchild=T->rchild=NULL;
 18     }
 19     else if(T->data==key)
 20         cout<<"不能重复!";
 21     else if(T->data>key)
 22         insertBST(T->lchild,key);
 23     else
 24         insertBST(T->rchild,key);
 25 
 26 }
 27 //通过插入函数实现创建二叉排序树
 28 void createBST(BiTree &T)
 29 {
 30     int n;
 31     cout<<"请输入要插入的节点数: ";
 32     cin>>n;
 33     int a[n];
 34     cout<<"请输入要插入的数据:中间用空格分开"<<endl;
 35     for(int i=0;i<n;i++)
 36     {
 37         cin>>a[i];
 38         insertBST(T,a[i]);
 39     }
 40 
 41     cout<<"创建二叉排序树完成!"<<endl;
 42 
 43 }
 44 
 45 //前序遍历并打印
 46 void preOrderTraverse(BiTree T)
 47 {
 48     if(T)
 49     {
 50         cout <<T->data<< " ";
 51         preOrderTraverse(T->lchild);
 52         preOrderTraverse(T->rchild);
 53     }
 54 }
 55 //中序遍历并打印
 56 void midOrderTraverse(BiTree T)
 57 {
 58 
 59     if(T)
 60     {
 61         midOrderTraverse(T->lchild);
 62         cout <<T->data<< " ";
 63         midOrderTraverse(T->rchild);
 64     }
 65 }
 66 
 67 //定义全局变量layer,表示层数
 68 int layer=0;
 69 //下面是查找函数,返回是否查找到数据并且可以确定查找元素的层数
 70 bool searchBST(BiTree &T,int key)
 71 {
 72     layer++;
 73     if(T==NULL)
 74     {
 75         return false;
 76     }
 77     else
 78     {
 79         if (key==T->data)
 80         {
 81 
 82             return true;
 83 
 84         }
 85         else if(key<T->data)
 86             searchBST(T->lchild,key);
 87         else
 88             searchBST(T->rchild,key);
 89     }
 90 }
 91 //利用上面查找函数实现查找操作
 92 void findBST(BiTree &T)
 93 {
 94     int k;
 95     cout<<"请输入要查找的元素值: ";
 96     cin>>k;
 97     if(searchBST(T,k))
 98     {
 99         cout<<"查找成功,该元素位于二叉树中!"<<endl;
100         cout<<"层数为:"<<layer<<endl;
101     }
102 
103     else
104         cout<<"没有查找到该元素!"<<endl;
105 }
     //定义删除节点的函数
106 void deletenode(BiTree &p) 107 { 108 BiTree q,s; //函数形参P指向要删除的节点,即它的双亲节点的rchild 109 //根据要删除的节点的孩子情况分三种讨论 110 //没有左孩子 111 if(!p->lchild) 112 { 113 q=p; 114 p=p->rchild; 115 delete q; 116 } 117 //没有右孩子 118 if(!p->rchild) 119 { 120 q=p; 121 p=p->lchild; 122 delete q; 123 124 } 125 //两个孩子都有 126 else 127 { 128 q=p; //q指向上一个节点,s指向下一个节点,即指向q的右孩子,初始时q=p,最终s指向跟p节点换值的那个节点。 129 s=q->lchild; 130 131 while(s->rchild)    //通过这个循环实现寻找最接近要删除节点(p)值的节点 132 { 133 q=s; 134 s=s->rchild; 135 } 136 p->data=s->data;    //交换值,有个注意事项,s是不存在右孩子的,因为如果存在,则右孩子比他大,更接近p,s需要继续循环,最终s还是没有右孩子。 137 if(q!=p)           138 { 139 q->rchild=s->lchild; 140 } 141 else        //如果q,s 没有移动,即此时q=p,s的初始值就是最接近p点的节点,此时q不存在右节点,需要单独讨论
142 { 143 q->lchild=s->lchild;       144 } 145 delete s; 146 } 147 148 149 } 150 151 //删除操作 152 bool deleteBST(BiTree &T,int del) 153 { 154 if(!T) 155 return false; 156 else 157 { 158 if(T->data==del) 159 { 160 deletenode(T); 161 return true; 162 } 163 else if(del<T->data) 164 { 165 return deleteBST(T->lchild,del); 166 } 167 else 168 { 169 return deleteBST(T->rchild,del); 170 } 171 } 172 173 } 174

 下面是主函数:

 1 //主函数
 2 int main()
 3 {
 4     BiTree T=NULL;
 5     int d;
 6     createBST(T);
 7     cout<<"前序遍历的结果为:"<<endl;
 8     preOrderTraverse(T);
 9     cout<<endl;
10     cout<<"中序遍历的结果为:"<<endl;
11     midOrderTraverse(T);
12     cout<<endl;
13     findBST(T);
14     cout<<"请输入要删除的数据:"<<endl;
15     cin>>d;
16     deleteBST(T,d);
17     cout<<"前序遍历的结果为:"<<endl;
18     preOrderTraverse(T);
19 
20 }

上面的代码分别实现了查找,建立,插入和删除的操作,删除比较难主要是因为删除节点后下面的所有节点都会受到影响。此时采取的思维是分类讨论节点的孩子节点情况,

最复杂的情况是存在左右孩子,此时有两种思路,对左边孩子树进行操作或者对右边孩子树进行操作,我给出的代码是左边,二者道理一样。具体方法参考代码,说明很详细。

下面给出一个存在双孩子节点的图

画的虽然简陋,但大概意思就这样,(画图的确是理解数据结构的利器啊)最后给出控制台运行结果:

 over~

原文地址:https://www.cnblogs.com/jymblog/p/5435685.html