平衡树的C++实现

 

#include
#define EH 0
#define LH 1
#define RH -1
#define empty -1000
using namespace std;
 struct node *PtrToLNode;
typedef struct node{
    int data;
    struct node*  rchild;
    struct node*  lchild;
    int bf;
}*BSTree;
bool taller,shorter; int a = 0;
void L_Rotate(BSTree &T);
void R_Rotate(BSTree &T);
void LeftBalance(BSTree  &T);
void RightBalance(BSTree  &T);
bool insert(BSTree  &T, int d, bool &taller);
bool Delete(BSTree  &T , int d , bool &shorter);
void NodeDelete(BSTree &Node, BSTree &T, bool rl, bool &shorter);

int main() {
    
    int n = 0;
    cout << "输入节点数：n" << endl;
    cin >> n;
    cout << "请输入n个结点的数值 :" << endl;
    if (n == 0)return 0;
    BSTree  Tree=NULL;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cin >> a;
        insert(Tree, a, taller);
    }
    cout << "请输入要删除结点的数值 ,若不删除则输入-1:" << endl;
    int da = 0;
    cin >> da;
    if(da!=-1)  Delete(Tree, da,shorter);
    BSTree f[100] = { NULL };
    f[0] = Tree;
    int i = 0, t = 0;
    cout << "AVL树的层序遍历如下：" << endl;
    while (f[i] != NULL) {
        cout << f[i]->data << " ";
        if (f[i]->lchild != NULL)f[++t] = f[i]->lchild;
        if (f[i]->rchild != NULL)f[++t] = f[i]->rchild;
        i++;
    }

    return 0;
}


void R_Rotate(BSTree  &T) {
    BSTree lc = T->lchild;
    T->lchild = lc->rchild;
    lc->rchild = T;
    T = lc;
    return;
}
void  L_Rotate(BSTree &T) {
    BSTree rc = T->rchild;
    T->rchild = rc->lchild;
    rc->lchild = T;
    T = rc;
    return;
}

void LeftBalance(BSTree  &T) {
    BSTree lc = T->lchild;
    switch (lc->bf) {
    case LH:T->bf = lc->bf = EH;
        R_Rotate(T); break;
    case RH:
        BSTree rc = lc->rchild;
        switch (rc->bf) {
        case LH:lc->bf = EH; T->bf = RH; break;
        case EH:lc->bf = T->bf = EH; break;
        case RH:lc->bf = LH; T->bf = EH; break;
        }
        rc->bf = EH;
        L_Rotate(T->lchild);
        R_Rotate(T);
        break;
    }
}
void RightBalance(BSTree  &T) {
    BSTree rc = T->rchild;
    switch (rc->bf) {
    case RH:rc->bf = T->bf = EH;
        L_Rotate(T); break;
    case LH:
        BSTree lc = rc->lchild;
        switch (lc->bf) {
        case LH:T->bf = EH; rc->bf = RH; break;
        case EH:T->bf = rc->bf = EH; break;
        case RH:T->bf = LH; rc->bf = EH; break;
        }
        lc->bf = EH;
        R_Rotate(T->rchild);
        L_Rotate(T);
        break;
    }
}
bool insert(BSTree  &T, int d, bool &taller) {
    if (T == NULL){
        T = (BSTree)malloc(sizeof(struct node));
        T->lchild = T->rchild = NULL; T->data = d; taller = true;
        T->bf = EH;
    }
    else {
        if (T->data == d) { taller = false; return false; }
        else if (d < T->data) {
            if (!insert(T->lchild, d, taller))  return false;
            if (taller)
                switch (T->bf) {
                case LH:LeftBalance(T); taller = false; break;
                case EH:T->bf = LH; taller = true; break;
                case RH:T->bf = EH; taller = false; break;
                }
        }
        else {
            if (!insert(T->rchild, d, taller))  return false;
            if (taller)
                switch (T->bf) {
                case LH:T->bf = EH; taller = false; break;
                case EH:T->bf = RH; taller = true; break;
                case RH:RightBalance(T); taller = false; break;
                }
        }
    }
        return true;
}

bool Delete(BSTree  &T, int d, bool &shorter) {
    if (T == NULL) return false;
    else {
        if (d == T->data) {
            if (T->lchild ==NULL&& T->rchild == NULL) {
            T->data = empty; 
            return true;
            }
            else
            switch (T->bf){
            case LH:   NodeDelete(T,T->lchild,0, shorter);
                if (T->lchild->data == empty)T->lchild = NULL;break;
            case RH:   NodeDelete(T,T->rchild,1, shorter);
                if (T->rchild->data == empty)T->lchild = NULL; break;
            case EH:   NodeDelete(T,T->lchild,0, shorter);
                if (T->lchild->data == empty)T->lchild = NULL; break;
            }
            return true;
        }
        else if (d > T->data) {
            if (!Delete(T->rchild, d, shorter)) return false;
            if (T->rchild->data == empty) T->rchild = NULL;
            if(shorter)
                switch (T->bf){
                case LH: LeftBalance(T); shorter = false; break;
                case RH: T->bf = EH;shorter=true; break;
                case EH: T->bf = LH; shorter = false; break;
                }
        }
        else if (d < T->data) {
            if (!Delete(T->lchild, d, shorter)) return false;
            if (T->lchild->data == empty) T->lchild = NULL;
            if (shorter)
                switch (T->bf){
                case LH: T->bf = EH; shorter = true; break;
                case RH: RightBalance(T); shorter = false; break;
                case EH: T->bf = RH; shorter = false; break;
                }
        }
    }
    return true;
}
void NodeDelete(BSTree &Node, BSTree &T,bool rl, bool &shorter) {
    if (rl == 1) {
        if (T->lchild == NULL) {
            Node->data=T->data;shorter = true;
            if (T->rchild != NULL) T = T->rchild;
            else  T->data = empty;
        }
        else {
            NodeDelete(Node, T->lchild, rl, shorter);
            if (shorter) {
                if (T->lchild!=NULL)if(T->lchild->data == empty) T->lchild = NULL;
                switch (T->bf){
                case LH:T->bf = EH; shorter = true;  break;
                case RH:RightBalance(T);shorter = false; break;
                case EH:T->bf = RH; shorter = false;  break;
                }
            }
        }
    }
    else {
        if (T->rchild == NULL) {
            Node->data = T->data;shorter = true;
            if (T->lchild != NULL) T = T->lchild;
            else T->data = empty;
        }
        else {
            NodeDelete(Node, T->rchild, rl, shorter);
            if (shorter) {
                if (T->rchild != NULL)if (T->rchild->data == empty) T->rchild = NULL;
                switch (T->bf){
                case LH:LeftBalance(T); shorter = false;break;
                case RH:T->bf = EH;    break;
                case EH:T->bf = LH;    break;
                }
            }
        }    
    }
}