二叉查找树简介
● 二分查找树BST(也叫二叉查找树、二叉排序树)的提出是为了提供查找效率,之所以称为二分查找树,因为该二叉树对应着二分查找算法,查找平均的时间复杂度为o(logn),所以该数据结构的提出是为了提高查找效率。
● 二叉查找树(Binary Search Tree) ,是指一棵空树或者具有下列性质的二叉树:
(1)若根节点有左子树,则左子树的所有节点都比根节点小(就是左子树结点要比双亲结点小)。
(2)若根节点有右子树,则右子树的所有节点都比根节点大(就是右子树结点要比双亲结点大)。
(3)任意节点的左,右子树也分别为二叉排序树。
● 构造一棵二叉排序树的目的:
其实并不是为了排序,而是为了提高查找和插入删除的效率。
下面是二叉排序树的图示,通过图可以加深对二叉排序树的理解。
可以看到,根结点50的左边所有的子结点都比它小,根结点50的右边所有的子结点都比它大
● 下面是二叉排序树常见的操作及思路:
(1)插入节点(要先进行查找,查找结束后,没有,就在那个位置进行插入)
思路:比如我们要插入数字20到这棵二叉排序树中。那么步骤如下:
1) 首先将20与根节点进行比较,发现比根节点小,所以继续与根节点的左子树30比较。
2) 发现20比30也要小,所以继续与30的左子树10进行比较。
3) 发现20比10要大,所以就将20插入到10的右子树中。
(2)查找节点(递归)
比如我们要查找节点10,那么思路如下:
1) 还是一样,首先将10与根节点50进行比较大小,发现比根节点要小,所以继续与根节点的左子树30进行比较。
2) 发现10比左子树30要小,所以继续与30的左子树10进行比较。
3) 发现两值相等,即查找成功,返回10的位置。
过程与插入相同,这里就不贴图了。
(3)删除节点(不能因为删除了结点,而让这棵树变得不满足二叉树的特性)
删除节点的情况相对复杂,主要分以下三种情形:
(1) 删除的是叶节点(即没有孩子节点的)。比如20,删除它不会破坏原来树的结构,最简单。如图所示:
2) 删除的是单孩子节点。比如90,删除它后需要将它的孩子节点与自己的父节点相连。情形比第一种复杂一些。
3) 删除的是有左右孩子的节点。比如根节点50,这里有一个问题就是删除它后将谁做为根节点的问题?利用二叉树的中序遍历,就是右节点的左子树的最左孩子。