AVL树的实现代码

AVL树的实现代码

/********************************************************************
created:     2007 / 08 / 28
filename:     avltree.c
author:        Lichuang

purpose:    AVL树的实现代码, 
            参考资料 << 数据结构与算法分析 - C语言描述 >> , 作者Allen Weiss
*********************************************************************/

#include  < stdio.h >
#include  < stdlib.h >
#include  < time .h >

typedef struct AVLTree
{
     int  nData;
    struct AVLTree *  pLeft;
    struct AVLTree *  pRight;
     int  nHeight;
}AVLTree;

int  Max( int  a,  int  b);
int  Height(AVLTree *  pNode);
AVLTree *  Insert( int  nData, AVLTree *  pNode);
AVLTree *  SingleRotateWithLeft(AVLTree *  pNode);
AVLTree *  SingleRotateWithRight(AVLTree *  pNode);
AVLTree *  DoubleRotateWithLeft(AVLTree *  pNode);
AVLTree *  DoubleRotateWithRight(AVLTree *  pNode);
void DeleteTree(AVLTree **  ppRoot);
void PrintTree(AVLTree *  pRoot);

int  main()
{
     int  i;
    AVLTree *  pRoot  =   NULL ;

    srand((unsigned  int ):: time ( NULL ));
    
     for  (i  =   0 ; i  <   100000000 ;  ++ i)
    {
        pRoot  =  Insert(::rand(), pRoot);
    }

     // PrintTree(pRoot);

    DeleteTree( & pRoot);

    return  0 ;
}

int  Max( int  a,  int  b)
{
    return (a  >  b ? a : b);
}

int  Height(AVLTree *  pNode)
{
     if  ( NULL   ==  pNode)
        return  - 1 ;

    return pNode -> nHeight;
}

AVLTree *  Insert( int  nData, AVLTree *  pNode)
{
     if  ( NULL   ==  pNode)
    {
        pNode  =  (AVLTree * )malloc(sizeof(AVLTree));
        pNode -> nData  =  nData;
        pNode -> nHeight  =   0 ;
        pNode -> pLeft  =  pNode -> pRight  =   NULL ;
    }
     else   if  (nData  <  pNode -> nData)           //  插入到左子树中
    {
        pNode -> pLeft  =  Insert(nData, pNode -> pLeft);
         if  (Height(pNode -> pLeft)  -  Height(pNode -> pRight)  ==   2 )     //  AVL树不平衡
        {
             if  (nData  <  pNode -> pLeft -> nData)
            {
                 //  插入到了左子树左边, 做单旋转
                pNode  =  SingleRotateWithLeft(pNode);
            }
             else  
            {
                 //  插入到了左子树右边, 做双旋转
                pNode  =  DoubleRotateWithLeft(pNode);
            }
        }
    }
     else   if  (nData  >  pNode -> nData)           //  插入到右子树中
    {
        pNode -> pRight  =  Insert(nData, pNode -> pRight);
         if  (Height(pNode -> pRight)  -  Height(pNode -> pLeft)  ==   2 )     //  AVL树不平衡
        {
             if  (nData  >  pNode -> pRight -> nData)
            {
                 //  插入到了右子树右边, 做单旋转
                pNode  =  SingleRotateWithRight(pNode);
            }
             else  
            {
                 //  插入到了右子树左边, 做双旋转
                pNode  =  DoubleRotateWithRight(pNode);
            }
        }
    }

    pNode -> nHeight  =  Max(Height(pNode -> pLeft), Height(pNode -> pRight))  +   1 ;

    return pNode;
}

/********************************************************************
      pNode                                pNode -> pLeft 
       /                                               \
pNode -> pLeft                       ==>               pNode
            \                                         /
          pNode -> pLeft -> pRight                   pNode -> pLeft -> pRight
*********************************************************************/
AVLTree *  SingleRotateWithLeft(AVLTree *  pNode)
{
    AVLTree *  pNode1;

    pNode1  =  pNode -> pLeft;
    pNode -> pLeft  =  pNode1 -> pRight;
    pNode1 -> pRight  =  pNode;

     //  结点的位置变了, 要更新结点的高度值
    pNode -> nHeight  =  Max(Height(pNode -> pLeft), Height(pNode -> pRight))  +   1 ;
    pNode1 -> nHeight  =  Max(Height(pNode1 -> pLeft), pNode -> nHeight)  +   1 ;

    return pNode1;
}

/********************************************************************
pNode                                   pNode -> pRight
      \                                    /
     pNode -> pRight            ==>     pNode 
      /                                     \
pNode -> pRight -> pLeft                     pNode -> pRight -> pLeft
*********************************************************************/
AVLTree *  SingleRotateWithRight(AVLTree *  pNode)
{
    AVLTree *  pNode1;

    pNode1  =  pNode -> pRight;
    pNode -> pRight  =  pNode1 -> pLeft;
    pNode1 -> pLeft  =  pNode;

     //  结点的位置变了, 要更新结点的高度值
    pNode -> nHeight  =  Max(Height(pNode -> pLeft), Height(pNode -> pRight))  +   1 ;
    pNode1 -> nHeight  =  Max(Height(pNode1 -> pRight), pNode -> nHeight)  +   1 ;

    return pNode1;
}

AVLTree *  DoubleRotateWithLeft(AVLTree *  pNode)
{
    pNode -> pLeft  =  SingleRotateWithRight(pNode -> pLeft);

    return SingleRotateWithLeft(pNode);
}

AVLTree *  DoubleRotateWithRight(AVLTree *  pNode)
{
    pNode -> pRight  =  SingleRotateWithLeft(pNode -> pRight);

    return SingleRotateWithRight(pNode);
}

//  后序遍历树以删除树
void DeleteTree(AVLTree **  ppRoot)
{
     if  ( NULL   ==  ppRoot ||  NULL   ==   * ppRoot)
        return;

    DeleteTree( & (( * ppRoot) -> pLeft));
    DeleteTree( & (( * ppRoot) -> pRight));
    free( * ppRoot);
     * ppRoot  =   NULL ;
}

//  中序遍历打印树的所有结点, 因为左结点  <  父结点  <  右结点, 因此打印出来数据的大小是递增的
void PrintTree(AVLTree *  pRoot)
{
     if  ( NULL   ==  pRoot)
        return;

    static  int  n  =   0 ;

    PrintTree(pRoot -> pLeft);
    printf( " [%d]nData = %d\n " ,  ++ n, pRoot -> nData);
    PrintTree(pRoot -> pRight);
}

另外,关于AVL树,chinaunix的win_hate有一段精彩的讲述,在这个地址:
http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=692071