图解 -- 树的汇总

树是一种很重要的数据结构,二叉树 、 AVL树 、红黑树 、 2-3树 、B-Tree 、B+Tree

 

====    二叉 树   ====

 

定义:

  • 若它的左子树不为空,则左子树上所有结点的值均小于等于根结点的值;
  • 若它的右子树不为空,则右子树上所有结点的值均大于等于根结点的值;
  • 它的左右子树均为二分查找树。

 

 

选取一个节点为参照根节点,会发现所有的左侧子节点小于等于参照点,右侧大于等于参照点。

比如根节点9,  9所有的左侧子节点(5、2、7、1、3)都小于等于9.

比如根节点13,13所有的左侧子节点(11、10、12)都大于等于13.

图解 -- 树的汇总_第1张图片

 

1、查找

查找节点 10:根节点9开始,10>9 右侧,10<13 左侧,10<11 左侧,找到10.

图解 -- 树的汇总_第2张图片

 

2、插入

插入 子节点 4:4<9 左侧,4<5 左侧,4>2 右侧,4>3 右侧

 图解 -- 树的汇总_第3张图片

 

3、删除

删除节点(因为情况有多种,处理逻辑也是比较麻烦。)

A:删除叶子:好吧就是一个干巴巴的叶子,好办,找到-删除。

   删除 7 ,这个7是叶子,那就找到并删除

图解 -- 树的汇总_第4张图片 

 

B:有一个分支的,删除节点,子节点上提。

  删除 2节点:找到2 ,删除2

图解 -- 树的汇总_第5张图片

  再上提子节点 1

图解 -- 树的汇总_第6张图片

 

C:两个分支,节点删除,右子树最小的数代替被删除节点,

  因为右子树最多有一个右叶子,重新指定引用。

    删除 13,13有左右两个分支:

图解 -- 树的汇总_第7张图片

 

   因为 右分支肯定大于左面分支,所以上提右子节点 15

 图解 -- 树的汇总_第8张图片

 

====    AVL 树   ====

自平衡二叉树,任一节点对应的两棵子树的最大高度差为1。也可以称之为 高度平衡树。

插入、查询、删除平均最坏的时间复杂度为O( log n )。

每个节点都有一个平衡因子,即左右子树的高度差 0 ,1,-1  这是满足AVL树的条件的;

也有可能是 -2 或者 2,高度差>1,所以需要自己再平衡,来满足AVL树的条件。

也就是只要高度大于1我就会自己执行执行一下旋转:

有这4种情况:左左 左右  右右  右左

左左:右旋转(单旋转)

图解 -- 树的汇总_第9张图片

 

左右:左旋转+右旋转(双旋转)

 图解 -- 树的汇总_第10张图片

右右:左旋转(单旋转)

图解 -- 树的汇总_第11张图片

右左:左旋转+右旋转(双旋转),达到平衡

 图解 -- 树的汇总_第12张图片

以上对应的是插入操作

 

查找:同二叉树

删除:父节点的平衡因子依然维护在 0 ,1 ,-1 说明没有打破平衡。平衡因子 2或者-2,我们依然使用旋转来达到平衡。

 

     

 

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