3、AVL平衡树

二叉树的特点

  • 二叉树上的任意一个节点,小于其右边所有的节点,大于其左边所有的节点
  • 当删除二叉树上的节点时,当该节点既有左子节点,又有右子节点,那么找到该节点(1)下右边所有节点中的最小节点,删掉,并将其值赋值给该节点(1)。

平衡二叉树(AVL树)

平衡树满足最重要的一个特性:每一个节点的子节点高度最大相差1

将每个结点的平衡因子控制在-1、0、1三个值是靠一种称为旋转(Rolate)的操作保证的,视情况分为左旋转和右旋转。

3、AVL平衡树_第1张图片

平衡因子算法: 左边的高度-右边的高度=平衡因子。如图1:左边的高度为2,右边为0,那么根节点的平衡因子为3.

平衡树的新增操作:

  • 插入4,平衡因子为0
    在这里插入图片描述

  • 插入3, 根节点4的平衡因子= 左高度-右高度,为1
    3、AVL平衡树_第2张图片

  • 插入2
    3、AVL平衡树_第3张图片

  • 为了让数保持平衡,4的平衡因子不是 -1,0,1,所以要对4做出调整。将4右旋,作为3的右子节点。
    3、AVL平衡树_第4张图片

  • 插入7
    3、AVL平衡树_第5张图片

  • 插入9
    3、AVL平衡树_第6张图片

  • 插入9后,显然节点4不平衡了,所以要对7节点做左旋操作
    3、AVL平衡树_第7张图片

  • 插入11后,3节点不平衡了,所以3节点要左旋,成为7节点的左子节点
    3、AVL平衡树_第8张图片

  • 插入10
    3、AVL平衡树_第9张图片

  • 这个时候很关键了,9节点不平衡了,如果9节点左旋,会如有图一样。 不符合2叉树了。因为11的右子节点,居然比它小。
    是因为9节点和11节点的平衡因子符号不同,9的平衡因子是-2,11的平衡因子是1,所以要对11节点进行右旋,然后再对9节点进行左旋。
    3、AVL平衡树_第10张图片

平衡树的删除操作

对于以下AVL数,进行删除
3、AVL平衡树_第11张图片

  • 删除叶子节点:
    删除叶子节点1,节点9,节点4,节点6
    3、AVL平衡树_第12张图片
    3、AVL平衡树_第13张图片

3、AVL平衡树_第14张图片

3、AVL平衡树_第15张图片

  • 删除非叶子节点,该节点只有左孩子
    该节点的值替换为左孩子的值,然后删除左孩子节点
    3、AVL平衡树_第16张图片

  • 删除非叶子节点,该节点只有右孩子
    该节点的值替换为右孩子的值,然后删除右孩子节点
    3、AVL平衡树_第17张图片

  • 删除非叶子节点(节点3,节点7,节点5),非叶子节点既有左孩子,又有右孩子
    3、AVL平衡树_第18张图片

3、AVL平衡树_第19张图片

3、AVL平衡树_第20张图片

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