最下面有整体实现代码(放一起的)
AVL树
1.定义
typedef int ElementType;
typedef struct AVLNode* Position;
typedef Position AVLTree; /* AVL树类型 */
struct AVLNode {
ElementType Data; /* 结点数据 */
AVLTree Left; /* 指向左子树 */
AVLTree Right; /* 指向右子树 */
int Height; /* 树高 */
};
2.获得高度
int Max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
int GetHeight(AVLNode* node)
{
if (node == NULL)
return -1;
int leftchildheight = GetHeight(node->Left);
int rightchildheight = GetHeight(node->Right);
return (leftchildheight > rightchildheight ? leftchildheight : rightchildheight) + 1;
}
3.左单旋
AVLTree SingleLeftRotation(AVLTree A)
{ /* 注意:A必须有一个左子结点B */
/* 将A与B做左单旋,更新A与B的高度,返回新的根结点B */
AVLTree B = A->Left;
A->Left = B->Right;
B->Right = A;
A->Height = Max(GetHeight(A->Left), GetHeight(A->Right)) + 1;
B->Height = Max(GetHeight(B->Left), A->Height) + 1;
return B;
}
4.右单旋
AVLTree SingleRightRotation(AVLTree A) {
/* 注意:A必须有一个右子结点B */
/* 将A与B做右单旋,更新A与B的高度,返回新的根结点B */
AVLTree B = A->Right;
A->Right = B->Left;
B->Left = A;
A->Height = Max(GetHeight(A->Left), GetHeight(A->Right)) + 1;
B->Height = Max(GetHeight(B->Right), A->Height) + 1;
return B;
}
5.左—右双旋
AVLTree DoubleLeftRightRotation(AVLTree A)
{ /* 注意:A必须有一个左子结点B,且B必须有一个右子结点C */
/* 将A、B与C做两次单旋,返回新的根结点C */
/* 将B与C做右单旋,C被返回 */
A->Left = SingleRightRotation(A->Left);
/* 将A与C做左单旋,C被返回 */
return SingleLeftRotation(A);
}
6.右—左双旋
AVLTree DoubleRightLeftRotation(AVLTree A)
{/* 注意:A必须有一个右子结点B,且B必须有一个左子结点C */
/* 将A、B与C做两次单旋,返回新的根结点C */
/*将B与C做左单旋,C被返回*/
A->Right = SingleLeftRotation(A->Right);
/*将A与C做右单旋,C被返回*/
return SingleRightRotation(A);
}
7.插入并调整
AVLTree Insert(AVLTree T, ElementType X)
{ /* 将X插入AVL树T中,并且返回调整后的AVL树 */
if (!T) { /* 若插入空树,则新建包含一个结点的树 */
T = (AVLTree)malloc(sizeof(struct AVLNode));
T->Data = X;
T->Height = 0;
T->Left = T->Right = NULL;
} /* if (插入空树) 结束 */
else if (X < T->Data) {
/* 插入T的左子树 */
T->Left = Insert(T->Left, X);
/* 如果需要左旋 */
if (GetHeight(T->Left) - GetHeight(T->Right) == 2)
if (X < T->Left->Data)
T = SingleLeftRotation(T); /* 左单旋 */
else
T = DoubleLeftRightRotation(T); /* 左-右双旋 */
} /* else if (插入左子树) 结束 */
else if (X > T->Data) {
/* 插入T的右子树 */
T->Right = Insert(T->Right, X);
/* 如果需要右旋 */
if (GetHeight(T->Left) - GetHeight(T->Right) == -2)
if (X > T->Right->Data)
T = SingleRightRotation(T); /* 右单旋 */
else
T = DoubleRightLeftRotation(T); /* 右-左双旋 */
} /* else if (插入右子树) 结束 */
/* else X == T->Data,无须插入 */
/* 别忘了更新树高 */
T->Height = Max(GetHeight(T->Left), GetHeight(T->Right)) + 1;
return T;
}
调整:
Node* maintain(Node* cur) {
if (cur == nullptr) {
return nullptr;
}
int leftHeight = cur->_left != nullptr ? cur->_left->h : 0;//计算出cur左树的高度
int rightHeight = cur->_right != nullptr ? cur->_right->h : 0;//计算出cur右树的高度
if (abs(leftHeight - rightHeight) > 1) {//出现不平衡
if (leftHeight > rightHeight) {//如果是左树高
//把左树的左右子树的高度来出来比较看到底是左边高还是右边高
int leftLeftHeight = cur->_left != nullptr && cur->_left->_left != nullptr ? cur->_left->_left->h : 0;
int leftRightHeight = cur->_left != nullptr && cur->_left->_right != nullptr ? cur->_left->_right->h : 0;
if (leftLeftHeight >= leftRightHeight) {//注意想等时只能右旋
cur = rightRotate(cur);
}
else {//左右双旋
cur->_left = leftRotate(cur->_left);
cur = rightRotate(cur);
}
}
else {
int rightLeftHeight = cur->_right != nullptr && cur->_right->_left != nullptr ? cur->_right->_left->h: 0;
int rightRightHeight = cur->_right != nullptr && cur->_right->_right != nullptr ? cur->_right->_right->h : 0;
if (rightRightHeight >= rightLeftHeight) {
cur = leftRotate(cur);
}
else {//右左双旋
cur->_right = rightRotate(cur->_right);
cur = leftRotate(cur);
}
}
}
return cur;//返回调整好的新头
}
无删除的整体代码:
// AVL树测试.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include <iostream>
using namespace std;
typedef int ElementType;
typedef struct AVLNode* Position;
typedef Position AVLTree; /* AVL树类型 */
struct AVLNode {
ElementType Data; /* 结点数据 */
AVLTree Left; /* 指向左子树 */
AVLTree Right; /* 指向右子树 */
int Height; /* 树高 */
};
int Max(int a, int b)
{
return a > b ? a : b;
}
int GetHeight(AVLNode* node)
{
if (node == NULL)
return -1;
int leftchildheight = GetHeight(node->Left);
int rightchildheight = GetHeight(node->Right);
return (leftchildheight > rightchildheight ? leftchildheight : rightchildheight) + 1;
}
AVLTree SingleLeftRotation(AVLTree A)
{ /* 注意:A必须有一个左子结点B */
/* 将A与B做左单旋,更新A与B的高度,返回新的根结点B */
AVLTree B = A->Left;
A->Left = B->Right;
B->Right = A;
A->Height = Max(GetHeight(A->Left), GetHeight(A->Right)) + 1;
B->Height = Max(GetHeight(B->Left), A->Height) + 1;
return B;
}
AVLTree SingleRightRotation(AVLTree A) {
/* 注意:A必须有一个右子结点B */
/* 将A与B做右单旋,更新A与B的高度,返回新的根结点B */
AVLTree B = A->Right;
A->Right = B->Left;
B->Left = A;
A->Height = Max(GetHeight(A->Left), GetHeight(A->Right)) + 1;
B->Height = Max(GetHeight(B->Right), A->Height) + 1;
return B;
}
AVLTree DoubleLeftRightRotation(AVLTree A)
{ /* 注意:A必须有一个左子结点B,且B必须有一个右子结点C */
/* 将A、B与C做两次单旋,返回新的根结点C */
/* 将B与C做右单旋,C被返回 */
A->Left = SingleRightRotation(A->Left);
/* 将A与C做左单旋,C被返回 */
return SingleLeftRotation(A);
}
AVLTree DoubleRightLeftRotation(AVLTree A)
{/* 注意:A必须有一个右子结点B,且B必须有一个左子结点C */
/* 将A、B与C做两次单旋,返回新的根结点C */
/*将B与C做左单旋,C被返回*/
A->Right = SingleLeftRotation(A->Right);
/*将A与C做右单旋,C被返回*/
return SingleRightRotation(A);
}
AVLTree Insert(AVLTree T, ElementType X)
{ /* 将X插入AVL树T中,并且返回调整后的AVL树 */
if (!T) { /* 若插入空树,则新建包含一个结点的树 */
T = (AVLTree)malloc(sizeof(struct AVLNode));
T->Data = X;
T->Height = 0;
T->Left = T->Right = NULL;
} /* if (插入空树) 结束 */
else if (X < T->Data) {
/* 插入T的左子树 */
T->Left = Insert(T->Left, X);
/* 如果需要左旋 */
if (GetHeight(T->Left) - GetHeight(T->Right) == 2)
if (X < T->Left->Data)
T = SingleLeftRotation(T); /* 左单旋 */
else
T = DoubleLeftRightRotation(T); /* 左-右双旋 */
} /* else if (插入左子树) 结束 */
else if (X > T->Data) {
/* 插入T的右子树 */
T->Right = Insert(T->Right, X);
/* 如果需要右旋 */
if (GetHeight(T->Left) - GetHeight(T->Right) == -2)
if (X > T->Right->Data)
T = SingleRightRotation(T); /* 右单旋 */
else
T = DoubleRightLeftRotation(T); /* 右-左双旋 */
} /* else if (插入右子树) 结束 */
/* else X == T->Data,无须插入 */
/* 别忘了更新树高 */
T->Height = Max(GetHeight(T->Left), GetHeight(T->Right)) + 1;
return T;
}
int main()
{
int N;
cin >> N;
AVLTree ret=NULL;
while (N--)
{
int x;
cin >> x;
ret = Insert(ret, x);
}
printf("%d", ret->Data);
}