结构
平衡二叉树(Balanced Binary Tree),也称为 AVL 树,是一种自平衡二叉搜索树,它的每个节点的左右子树的高度差(平衡因子)最多为 1。
平衡二叉树的主要目的是避免二叉搜索树的极端情况(如退化成链表),从而保证二叉搜索树的基本操作(如查找、插入和删除)的时间复杂度为 O(log n)。
平衡二叉树通常采用自底向上的递归方式进行平衡操作,主要包括四种旋转操作:
- 左旋转(LL):将当前节点的右孩子作为新的根节点,原来的根节点变为新根节点的左孩子,新根节点的左孩子变为原根节点的右孩子。
- 右旋转(RR):将当前节点的左孩子作为新的根节点,原来的根节点变为新根节点的右孩子,新根节点的右孩子变为原根节点的左孩子。
- 左右旋转(LR):将当前节点的左孩子进行一次左旋转,然后将当前节点进行一次右旋转。
- 右左旋转(RL):将当前节点的右孩子进行一次右旋转,然后将当前节点进行一次左旋转。
这些旋转操作的目的是通过改变节点之间的连接关系,使得平衡二叉树重新恢复平衡。在实现平衡二叉树时,需要维护每个节点的高度和平衡因子,并根据平衡因子的大小判断是否需要进行旋转操作。
一些相关题目解法总结
当涉及到平衡二叉树的相关题目时,有几个重要的点需要考虑。首先,什么是平衡二叉树?平衡二叉树是一种二叉树,其中每个节点的左右子树的高度差不超过1。这有助于保持树的平衡并提高树的性能。
接下来,我们需要考虑平衡二叉树的操作。在leetcode中,有许多与平衡二叉树相关的操作,包括插入、删除和搜索等。下面是一些与平衡二叉树相关的leetcode题目及其解法:
- 从一个有序数组构建平衡二叉树 解法:二分法
- 验证一个二叉树是否为平衡二叉树 解法:递归
- 在一个平衡二叉树中插入一个节点 解法:旋转操作
- 在一个平衡二叉树中删除一个节点 解法:旋转操作
- 找到一个平衡二叉树中的第k个最小值 解法:中序遍历
- 找到一个平衡二叉树中的最小值和最大值 解法:递归或迭代