构造平衡二叉排序树

构造平衡二叉排序树
构造平衡二叉排序树

构造平衡二叉排序树

程序如下:

#include"stdio.h"

#include"stdlib.h"

typedef int KeyType;

typedef struct node

{KeyType key;

struct node *lchild,*rchild;

}BSTNode;

typedef BSTNode *BSTree;

BSTree CreateBST(void);

void DelBSTNode(BSTree *Tptr,KeyType Key);

void InorderBST(BSTree T);

void InsertBST(BSTree *bst,KeyType key);

main()

{BSTree T;

char ch1,ch2;

KeyType Key;

printf("建立一棵二叉排序树的二叉链表存储\n");

T=CreateBST();

ch1='y';

while (ch1=='y'||ch1=='Y')

{printf("请选择下列操作:\n");

printf("1------更新二叉树上的存储\n");

printf("2------二叉排序树上的删除\n");

printf("3------二叉排序树中序输出\n");

printf("4------退出\n");

scanf("\n%c",&ch2);

switch(ch2)

{case '1':T=CreateBST();break;

case '2':printf("\n请输入要删除的数据:");

scanf("\n%d",&Key);

DelBSTNode(&T,Key);

printf("删除操作完毕.\n");break;

case '3':InorderBST(T);

printf("\n二叉排序树输出完毕.\n");

break;

case '4':ch1='n';break;

default:ch1='n';

}

}

}

void InsertBST(BSTree *bst,KeyType key)

{BSTree s;

if(*bst==NULL) /*递归结束条件*/

{s=(BSTree)malloc(sizeof(BSTNode)); /*申请新的结点*/ s->key=key;

s->lchild=NULL;

s->rchild=NULL;

*bst=s;

}

else

if(key<(*bst)->key)

InsertBST(&((*bst)->lchild),key); /*将S插入左子树*/ else

if(key>(*bst)->key)

InsertBST(&((*bst)->rchild),key); /*将S插入右子树*/ }

BSTree CreateBST(void)

{BSTree T;

KeyType Key;

T=NULL;

printf("请输入一个关键字(输入0时结束输入):\n"); scanf("%d",&Key);

while(Key)

{InsertBST(&T,Key);

printf("请输入下一个关键字(输入0时结束输入):\n"); scanf("\n%d",&Key);

}

return T;

}

void DelBSTNode(BSTree *T,KeyType Key) {BSTNode *parent=NULL,*p,*q,*child;

p=*T;

while(p)

{if(p->key==Key) break;

parent=p;

p=(Keykey)?p->lchild:p->rchild;

}

if(!p)

{printf("没有找到要删除的结点\n");return;}

q=p;

if(q->lchild && q->rchild)

for(parent=q,p=q->rchild;p->lchild;parent=q,p=p->lchild); child=(p->lchild)?p->lchild:p->rchild;

if(!parent)

*T=child;

else

{if(p==parent->lchild)

parent->lchild=child;

else

parent->rchild=child;

if(p!=q)

q->key=p->key;

}

free(p);

}

void InorderBST(BSTree T)

{if(T!=NULL)

{InorderBST(T->lchild);

printf("%5d",T->key);

InorderBST(T->rchild);

}

}

实验结果:

建立二叉检索树并输入数据:

输出数据:(二叉检索树中序输出)

删除二叉检索树中的一个点:

最后的输出结果:(二叉检索树中序输出)

数据结构课程设计报告二叉排序树的实现

课程设计 课程名称数据结构课程设计 题目名称二叉排序树的实现 学院应用数学学院 专业班级 学号 学生 指导教师 2013 年 12 月 26 日

1.设计任务 1)实现二叉排序树,包括生成、插入,删除; 2)对二叉排序树进行先根、中根、和后根非递归遍历; 3)每次对树的修改操作和遍历操作的显示结果都需要在屏幕上 用树的形状表示出来。 4)分别用二叉排序树和数组去存储一个班(50人以上)的成员信 息(至少包括学号、、成绩3项),对比查找效率,并说明 为什么二叉排序树效率高(或者低)。 2. 函数模块: 2.1.主函数main模块功能 1.通过bstree CreatTree()操作建立二叉排序树。 2.在二叉排序树t过操作bstree InsertBST(bstree t,int key,nametype name,double grade)插入一个节点。 3. 从二叉排序树t过操作void Delete(bstree &p)删除任意节点。 4. 在二叉排序树t过操作bstnode *SearchBST(bstree t,keytype key)查 找节点。 5. 在二叉排序树t过操作p=SearchBST(t,key)查询,并修改节点信息 6. 非递归遍历二叉排序树。 7. 定义函数void compare()对数组和二叉排序树的查找效率进行比较比 较。 2.2创建二叉排序树CreatTree模块 从键盘中输入关键字及记录,并同时调用插入函数并不断进行插入。最后,返回根节点T。 2.3删除模块: 二叉排序树上删除一个阶段相当于删去有序系列中的一个记录,只要在删除某个节点之后依旧保持二叉排序树的性质即可。假设二叉排序树上删除节点为*p(指向节点的指针为p),其双亲节点为*f(节点指针为f)。若*p节点为叶子节点,则即左右均为空树,由于删去叶子节点不破坏整棵树的结构,则只需修改其双亲节点的指针即可;若*p节点只有左子树或只有右子树,此时只要令左子树或右子树直接成为其双亲节点*f的左子树即可;若*p节点的左子树和右子树均不为空,其一可以令*p的左子树为*f的左子树,而*p的右子树为*s的右子树,其二可以令*p的直接前驱(或直接后继)替代*p,然后再从二叉排序树中删去它的直接前驱(或直接后继)。在二叉排序树中删除一个节点的算法为 void DeleteData(bstree &t,keytype key) 若二叉排序树t中存在关键字等于key的数据元素,则删除该数据元素节点,并返回TRUE,否则返回FALSE。 2.4插入模块 二叉排序树是一种动态树表,其特点是树的结构通常不是一次生成的,而是在查找的过程中,当树中不存在关键字等于给定值得节点时在进行插入。

数据结构程序报告(平衡二叉树的操作)

计算机科学学院数据结构课程设计报告 平衡二叉树操作 学生姓名: 学号: 班级: 指导老师: 报告日期:

1.需求分析 1.建立平衡二叉树并进行创建、查找、插入、删除等功能。 2.设计一个实现平衡二叉树的程序,可进行创建、查找、插入、删除等操作,实现动态的输入数据,实时的输出该树结构。 3.测试数据:自选数据 2.概要设计 1.抽象数据类型定义: typedef struct BSTNode { int data; int bf; //节点的平衡因子 struct BSTNode *lchild,*rchild; //左右孩子指针 }BSTNode,*BSTree; void CreatBST(BSTree &T); //创建平衡二叉树 void R_Rotate(BSTree &p); //对以*p为根的二叉排序树作左旋处理 void L_Rotate(BSTree &p); //对以*p为根的二叉排序树作左旋处理 void LeftBalance(BSTree &T); //对以指针T所指结点为根的二叉树作左平衡旋转处理void RightBalance(BSTree &T); //对以指针T所指结点为根的二叉树作右平衡旋转处理bool InsertAVL(BSTree &T,int e,bool &taller); //插入结点e bool SearchBST(BSTree &T,int key); //查找元素key是否在树T中 void LeftBalance_div(BSTree &p,int &shorter); //删除结点时左平衡旋转处理 void RightBalance_div(BSTree &p,int &shorter); //删除结点时右平衡旋转处理 void Delete(BSTree q,BSTree &r,int &shorter); //删除结点 int DeleteA VL(BSTree &p,int x,int &shorter); //平衡二叉树的删除操作 void PrintBST(BSTree T,int m); //按树状打印输出二叉树的元素 2.主程序的流程 3.各模块之间的层次调用

平衡二叉树的生成过程

二叉排序树变成平衡二叉树 对于二叉查找树,尽管查找、插入及删除操作的平均运行时间为O(logn),但是它们的最差运行时间都是O(n),原因在于对树的形状没有限制。 平衡二叉树又称为AVL树,它或者是一棵空树,或者是有下列性质的二叉树:它的左子树和右子树都是平衡二叉树,且左右子树的深度之差的绝对值不超过1。二叉树的的平衡因子BF为:该结点的左子树的深度减去它的右子树的深度,则平衡二叉树的所有结点的平衡因子为只可能是:-1、0和1 一棵好的平衡二叉树的特征: (1)保证有n个结点的树的高度为O(logn) (2)容易维护,也就是说,在做数据项的插入或删除操作时,为平衡树所做的一些辅助操作时间开销为O(1) 一、平衡二叉树的构造 在一棵二叉查找树中插入结点后,调整其为平衡二叉树。若向平衡二叉树中插入一个新结点后破坏了平衡二叉树的平衡性。首先要找出插入新结点后失去平衡的最小子树根结点的指针。然后再调整这个子树中有关结点之间的链接关系,使之成为新的平衡子树。当失去平衡的最小子树被调整为平衡子树后,原有其他所有不平衡子树无需调整,整个二叉排序树就又成为一棵平衡二叉树 1.调整方法 (1)插入点位置必须满足二叉查找树的性质,即任意一棵子树的左结点都小于根结点,右结点大于根结点 (2)找出插入结点后不平衡的最小二叉树进行调整,如果是整个树不平衡,才进行整个树的调整。 2.调整方式 (1)LL型 LL型:插入位置为左子树的左结点,进行向右旋转(LL表示的是在做子树的左结点进行插入) 由于在A的左孩子B的左子树上插入结点F,使A的平衡因子由1变为2,成为不平衡的最小二叉树根结点。此时A结点顺时针右旋转,旋转过程中遵循“旋转优先”的规则,A结点替换D结点成为B结点的右子树,D结点成为A结点的左孩子。 (2)RR型

二叉排序树运算-数据结构与算法课程设计报告_l

合肥学院 计算机科学与技术系 课程设计报告 2009 ~2010 学年第二学期 课程 数据结构与算法 课程设计 名称 二叉排序树运算学生姓名顾成方 学号0704011033 专业班级08计科(2) 指导教师王昆仑张贯虹 2010 年 5 月

题目:(二叉排序树运算问题)设计程序完成如下要求:对一组数据构造二叉排序树,并在二叉排序树中实现多种方式的查找。基本任务:⑴选择合适的储存结构构造二叉排序树;⑵对二叉排序树T作中序遍历,输出结果;⑶在二叉排序树中实现多种方式的查找,并给出二叉排序树中插入和删除的操作。 ⑷尽量给出“顺序和链式”两种不同结构下的操作,并比较。 一、问题分析和任务定义 本次程序需要完成如下要求:首先输入任一组数据,使之构造成二叉排序树,并对其作中序遍历,然后输出遍历后的数据序列;其次,该二叉排序树能实现对数据(即二叉排序树的结点)的查找、插入和删除等基本操作。 实现本程序需要解决以下几个问题: 1、如何构造二叉排序树。 2、如何通过中序遍历输出二叉排序树。 3、如何实现多种查找。 4、如何实现插入删除等操作。 二叉排序树的定义:

⑴其左子树非空,则左子树上所有结点的值均小于根结点的值。 ⑵若其右子树非空,则右子树上所有结点的值大于根结点的值。 ⑶其左右子树也分别为二叉排序树。 本问题的关键在于对于二叉排序树的构造。根据上述二叉排序树二叉排序树的生成需要通过插入算法来实现:输入(插入)的第一个数据即为根结点;继续插入,当插入的新结点的关键值小于根结点的值时就作为左孩子,当插入的新结点的关键值大于根结点的值时就作为右孩子;在左右子树中插入方法与整个二叉排序树相同。当二叉排序树建立完成后,要插入新的数据时,要先判断已建立的二叉排序树序列中是否已有当前插入数据。因此,插入算法还要包括对数据的查找判断过程。 本问题的难点在于二叉排序树的删除算法的实现。删除前,首先要进行查找,判断给出的结点是否已存在于二叉排序树之中;在删除时,为了保证删除结点后的二叉树仍为二叉排序树,要考虑各种情况,选择正确

大数据结构 平衡二叉树的操作演示

平衡二叉树操作的演示 1.需求分析 本程序是利用平衡二叉树,实现动态查找表的基本功能:创建表,查找、插入、删除。具体功能: (1)初始,平衡二叉树为空树,操作界面给出创建、查找、插入、删除、合并、分裂六种操作供选择。每种操作均提示输入关键字。每次插入或删除一个结点后,更 新平衡二叉树的显示。 (2)平衡二叉树的显示采用凹入表现形式。 (3)合并两棵平衡二叉树。 (4)把一棵二叉树分裂为两棵平衡二叉树,使得在一棵树中的所有关键字都小于或等于x,另一棵树中的任一关键字都大于x。 如下图: 2.概要设计 平衡二叉树是在构造二叉排序树的过程中,每当插入一个新结点时,首先检查是否因插入新结点而破坏了二叉排序树的平衡性,若是则找出其中的最小不平衡子树,在保持二叉排序树特性的前提下,调整最小不平衡子树中各结点之间的关系,进行相应的旋转,使之成为新的平衡子树。

具体步骤: (1)每当插入一个新结点,从该结点开始向上计算各结点的平衡因子,即计算该结点的祖先结点的平衡因子,若该结点的祖先结点的平衡因子的绝对值不超过1,则平衡二叉树没有失去平衡,继续插入结点; (2)若插入结点的某祖先结点的平衡因子的绝对值大于1,则找出其中最小不平衡子树的根结点; (3)判断新插入的结点与最小不平衡子树的根结点个关系,确定是那种类型的调整;(4)如果是LL型或RR型,只需应用扁担原理旋转一次,在旋转过程中,如果出现冲突,应用旋转优先原则调整冲突;如果是LR型或RL型,则需应用扁担原理旋转两次,第一次最小不平衡子树的根结点先不动,调整插入结点所在子树,第二次再调整最小不平衡子树,在旋转过程中,如果出现冲突,应用旋转优先原则调整冲突;(5)计算调整后的平衡二叉树中各结点的平衡因子,检验是否因为旋转而破坏其他结点的平衡因子,以及调整后平衡二叉树中是否存在平衡因子大于1的结点。 流程图 3.详细设计 二叉树类型定义: typedefint Status; typedefintElemType; typedefstructBSTNode{

数据结构第八章习题及答案教学提纲

数据结构第八章习题 及答案

习题八查找 一、单项选择题 1.顺序查找法适合于存储结构为()的线性表。 A.散列存储 B. 顺序存储或链式存储 C. 压缩存储 D. 索引存储 2.若查找每个记录的概率均等,则在具有n个记录的连续顺序文件中采用顺序查找法查找一个记录,其平均查找长度ASL为( )。 A. (n-1)/2 B. n/2 C. (n+1)/2 D. n 3.适用于折半查找的表的存储方式及元素排列要求为( ) A.链接方式存储,元素无序 B.链接方式存储,元素有序C.顺序方式存储,元素无序 D.顺序方式存储,元素有序 4.当在一个有序的顺序存储表上查找一个数据时,即可用折半查找,也可用顺序查找,但前者比后者的查找速度( ) A.必定快 B.不一定 C. 在大部分情况下要快 D. 取决于表递增还是递减 5.当采用分块查找时,数据的组织方式为 ( ) A.数据分成若干块,每块内数据有序 B.数据分成若干块,每块内数据不必有序,但块间必须有序,每块内最大(或最小)的数据组成索引块 C. 数据分成若干块,每块内数据有序,每块内最大(或最小)的数据组成 索引块 D. 数据分成若干块,每块(除最后一块外)中数据个数需相同 6.二叉树为二叉排序树的充分必要条件是其任一结点的值均大于其左孩子的值、小于其右孩子的值。这种说法()。 A.正确 B. 错误 7. 二叉查找树的查找效率与二叉树的((1) )有关, 在 ((2) )时其查找效率最低。 (1): A. 高度 B. 结点的多少 C. 树型 D. 结点的位置 (2): A. 结点太多 B. 完全二叉树 C. 呈单枝树 D. 结点太复 杂。 8.如果要求一个线性表既能较快的查找,又能适应动态变化的要求,则可采用( )查找法。 A. 分快查找 B. 顺序查找 C. 折半查找 D. 基于属性9.分别以下列序列构造二叉排序树,与用其它三个序列所构造的结果不同的是( )。 A.(100,80, 90, 60, 120,110,130) B.(100,120,110,130,80, 60, 90) C.(100,60, 80, 90, 120,110,130) D. (100,80, 60, 90,120,130,110)

平衡二叉树(AVL)的查找、插入和删除

平衡二叉树(AVL)查找、插入和删除 小组成员: 陈静101070009 陈丹璐101070006 陈娇101070008

目录 平衡二叉树(AVL) (1) 查找、插入和删除 (1) 问题描述 (2) 设计说明 (3) (一)ADT (3) (二)算法思想 (5) (三)数据结构 (12) (四)程序结构与流程 (13) 运行平台及开发工具 (15) I/O格式 (15) 算法复杂度分析 (18) 源代码 (18) 小结 (37) 问题描述 利用平衡二叉树实现一个动态查找表。

(1)实现动态查找表的三种基本功能:查找、插入和删除。 (2)初始时,平衡二叉树为空树,操作界面给出创建、查找、插入和删除和退出五种操作供选择。每种操作均要提示输入关键字。创建时,根据提示输入数据,以-1为输入数据的结束标志,若输入数据重复,则给出已存在相同关键字的提示,并不将其插入到二叉树中。在查找时,如果查找的关键字不存在,则显示不存在查找的关键字,若存在则显示存在要查找的关键字。插入时首先检验原二叉树中是否已存在相同第3 页共38 页- 3 -的关键字,若没有则进行插入并输出二叉树,若有则给出已有相同关键字的提醒。删除时首先检验原二叉树中是否存在要删除的关键字,若有则进行删除后并输出二叉树,若没有则给出不存在要删除的关键字的提醒。 (3)平衡二叉树的显示采用中序遍历的方法输出,还可以根据输出数据是否有序验证对平衡二叉树的操作是否正确。 设计说明 (一)ADT ADT BalancedBinaryTree{ 数据对象D:D是具有相同特性的数据元素的集合。各个数据元素均含有类型相同,可唯一标志的数据元素的关键字。 数据关系R:数据元素同属一个集合。 基本操作P: void R_Rotate(BSTree &p); 初始条件:二叉树存在,且关键字插入到以*p为根的二叉树的左子树的左孩子上; 操作结果:对以*p为根的二叉排序树作右旋处理

平衡二叉树操作演示

数据结构实习报告 题目:平衡二叉树的操作演示 班级:信息管理与信息系统11-1 姓名:崔佳 学号:201101050903 完成日期:2013.06.25

一、需求分析 1. 初始,平衡二叉树为空树,操作界面给出两棵平衡二叉树的显示、查找、插入、删除、销毁、合并两棵树,几种选择。其中查找、插入和删除操作均要提示用户输入关键字。每次插入或删除一个节点后都会更新平衡二叉树的显示。 2. 平衡二叉树的显示采用凹入表形式。 3.每次操作完毕后都会给出相应的操作结果,并进入下一次操作,知道用户选择退出 二、概要设计 1.平衡二叉树的抽象数据类型定义: ADT BalancedBinaryTree{ 数据对象D:D是具有相同特性的数据元素的集合。各个数据元素均含有类型相同,可唯一标志的数据元素的关键字。 数据关系R:数据元素同属一个集合。 基本操作P: InitAVL(BSTree& T) 操作结果:构造一个空的平衡二叉树T DestroyAVL(BSTree& T) 初始条件:平衡二叉树T存在 操作结果:销毁平衡二叉树T SearchAVL(BSTree T,int key) 初始条件:平衡二叉树T存在,key为和关键字相同类型的给定值 操作结果:若T中存在关键字和key相等的数据元素,则返回指向该元素的 指针,否则为空 InsertAVL(BSTree& T,int key,Status& taller) 初始条件:平衡二叉树T存在,key和关键字的类型相同 操作结果:若T中存在关键字等于key的数据元素则返回,若不存在则插入 一个关键字为key的元素 DeleteAVL(BSTree& T,int &key,Status& lower) 初始条件:平衡二叉树T存在,key和关键字的类型相同 操作结果:若T中存在关键字和key相同的数据元素则删除它}ADT BalancedBinaryTree

平衡二叉树 构造方法(绝妙)

平衡二叉树构造方法 平衡二叉树 对于二叉查找树,尽管查找、插入及删除操作的平均运行时间为O(logn),但是它们的最差运行时间都是O(n),原因在于对树的形状没有限制。 平衡二叉树又称为AVL树,它或者是一棵空树,或者是有下列性质的二叉树:它的左子树和右子树都是平衡二叉树,且左右子树的深度之差的绝对值不超过1。二叉树的的平衡因子BF为:该结点的左子树的深度减去它的右子树的深度,则平衡二叉树的所有结点的平衡因子为只可能是:-1、0和1 一棵好的平衡二叉树的特征: (1)保证有n个结点的树的高度为O(logn) (2)容易维护,也就是说,在做数据项的插入或删除操作时,为平衡树所做的一些辅助操作时间开销为O(1) 一、平衡二叉树的构造 在一棵二叉查找树中插入结点后,调整其为平衡二叉树。若向平衡二叉树中插入一个新结点后破坏了平衡二叉树的平衡性。首先要找出插入新结点后失去平衡的最小子树根结点的指针。然后再调整这个子树中有关结点之间的链接关系,使之成为新的平衡子树。当失去平衡的最小子树被调整为平衡子树后,原有其他所有不平衡子树无需调整,整个二叉排序树就又成为一棵平衡二叉树 1.调整方法 (1)插入点位置必须满足二叉查找树的性质,即任意一棵子树的左结点都小于根结点,右结点大于根结点 (2)找出插入结点后不平衡的最小二叉树进行调整,如果是整个树不平衡,才进行整个树的调整。 2.调整方式 (1)LL型 LL型:插入位置为左子树的左结点,进行向右旋转

由于在A的左孩子B的左子树上插入结点F,使A的平衡因子由1变为2,成为不平衡的最小二叉树根结点。此时A结点顺时针右旋转,旋转过程中遵循“旋转优先”的规则,A结点替换D结点成为B结点的右子树,D结点成为A结点的左孩子。 (2)RR型 RR型:插入位置为右子树的右孩子,进行向左旋转 由于在A的右子树C的右子树插入了结点F,A的平衡因子由-1变为-2,成为不平衡的最小二叉树根结点。此时,A结点逆时针左旋转,遵循“旋转优先”的规则,A结点替换D结点成为C的左子树,D结点成为A的右子树。 (3)LR型 LR型:插入位置为左子树的右孩子,要进行两次旋转,先左旋转,再右旋转;第一次最小不平衡子树的根结点先不动,调整插入结点所在的子树,第二次再调整最小不平衡子树。 由于在A的左子树B的右子树上插入了结点F,A的平衡因子由1变为了2,成为不平衡的最小二叉树根结点。第一次旋转A结点不动,先将B的右子树的根结点D向左上旋转提升到B结点的位置,然后再把该D结点向右上旋转提升到A结点的位置。 (4)RL型 RL型:插入位置为右子树的左孩子,进行两次调整,先右旋转再左旋转;处理情况与LR 类似。

数据结构 课程设计 排序二叉树

学号 数据结构课程设计 设计说明书 排序二叉树的遍历 起止日期:2011 年12月12日至2011 年12月16日 学生姓名 班级 成绩 指导教师(签字) 电子与信息工程系 2011年12月16日

天津城市建设学院 课程设计任务书 2011 —2012 学年第二学期 电子与信息工程系软件工程专业班级 课程设计名称:数据结构课程设计 设计题目:排序二叉树的遍历 完成期限:自2011 年12月12 日至2011 年12月16 日共 1 周 设计依据、要求及主要内容(可另加附页): 一、设计目的 熟悉各种数据结构和运算,会使用数据结构的基本操作解决一些实际问题。 二、设计要求 (1)重视课程设计环节,用严谨、科学和踏实的工作态度对待课程设计的每一项任务; (2)按照课程设计的题目要求,独立地完成各项任务,严禁抄袭;凡发现抄袭,抄袭者与被抄袭者皆以零分计入本课程设计成绩。凡发现实验报告或源程序雷同,涉及的全部人员皆以零分计入本课程设计成绩; (3)学生在接受设计任务后,首先要按设计任务书的要求编写设计进程表; (4)认真编写课程设计报告。 三、设计内容 排序二叉树的遍历(用递归或非递归的方法都可以) 1)问题描述 输入树的各个结点,建立排序二叉树,对建立的排序二叉树进行层次、先序、中序和后序遍历并统计该二叉树中叶子结点的数目。 2)基本要求 (1)用菜单实现

(2)能够输入树的各个结点,并能够输出用不同方法遍历的遍历序列和叶子结点的数目。 四、参考文献 1.王红梅.数据结构.清华大学出版社 2.王红梅.数据结构学习辅导与实验指导.清华大学出版社 3.严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版).清华大学出版社 指导教师(签字): 教研室主任(签字): 批准日期: 2011 年 12 月 17 日 主要内容: 一、需求分析: 输入树的各个结点,建立排序二叉树,对建立的排序二叉树进行层次、先序、中序和后序遍历并统计该二叉树中叶子结点的数目。 我自己的思想:首先设想把源程序分成头文件,调用和主函数三部分。在头文件中申明类和定义结构体,把先序,中序,后序,层次和叶子节点数的函数定义在类中。然后在调用文件中,把几个函数的实现定义写在里面。最后在主函数中把输出结果以菜单的样式输出来的方式写完主函数程序。实现的过程是先想好自己要输入的是什么,然后通过输入节点制,判断其是否是满足前序遍历,满足则可以实现下后面的功能。 二、问题求解: 现实中的问题:给同学排队问题。 层次是从头开始每一层一层的排,然后分别记号码。 前序是先从最上面的那一个开始往左手边开始排,排之前先计算好人数,然后开始排,排玩左边排右边。 中序是先从最左边开始,然后左斜上角,然后右下角,再左斜上角,直到最上层为止,然后安这个顺序继续排右边的。 后序是先从最左边开始的,左边的一次排过来,然后直接排右边的,也是安依次的顺序,最后才是最上层的。

数据结构程序报告(平衡二叉树的操作)

数据结构程序报告(平衡二叉树的操作)

计算机科学学院数据结构课程设计报告 平衡二叉树操作 学生姓名: 学号: 班级: 指导老师: 报告日期:

1.需求分析 1.建立平衡二叉树并进行创建、查找、插入、删除等功能。 2.设计一个实现平衡二叉树的程序,可进行创建、查找、插入、删除等操作,实现动态的输入数据,实时的输出该树结构。 3.测试数据:自选数据 2.概要设计 1.抽象数据类型定义: typedef struct BSTNode { int data; int bf; //节点的平衡因子 struct BSTNode *lchild,*rchild; //左右孩子指针 }BSTNode,*BSTree; void CreatBST(BSTree &T); //创建平衡二叉树 void R_Rotate(BSTree &p); //对以*p 为根的二叉排序树作左旋处理 void L_Rotate(BSTree &p); //对以*p 为根的二叉排序树作左旋处理 void LeftBalance(BSTree &T); //对以指针T所指结点为根的二叉树作左平衡旋转处理void RightBalance(BSTree &T); //对以指针T所指结点为根的二叉树作右平衡旋转处理bool InsertA VL(BSTree &T,int e,bool &taller);

//插入结点e bool SearchBST(BSTree &T,int key); //查找元素key是否在树T中 void LeftBalance_div(BSTree &p,int &shorter); void RightBalance_div(BSTree &p,int &shorter);

数据结构程序设计报告(平衡二叉树)(内容清晰)

数学与计算机科学学院数据结构程序设计报告 平衡二叉树 学生姓名: 学号: 班级: 指导老师: 报告日期:

1.题目与要求 1). 问题的提出 编写已个平衡二叉树,主要是对插入一个元素导致树不平衡的情况进行平衡化处理以及相关的处理。 2)设计的知识点 队列的插入,删除,二叉树的建立于销毁,平衡树的平衡化,以及C语言中基础应用于结构等。 3)功能要求 (1).通过不断插入的方式创建一棵平衡二叉树,包括输入结点的关键字和相关信息。 (2)按要求输出创建的平衡二叉树结点,包括顺序(中序)输出和按层次输出。 (3)插入新增的结点,若结点不存在则插入平衡二叉树,并进行相关调整。 (4)销毁二叉树。 (5)退出 菜单界面如下:

2.功能设计 算法设计 选择创建平衡二叉树后,利用循环不断插入结点,并进行调整,当输入节点为0时停止进入菜单界面。 在平横二叉树排序树BSTree上插入一个新的数据元素e的递归算法可如下描述: (1)若BSTree为空树,则插入一个数据元素为e的新结点作为BSTree的根结点,树的深度增1; (2)若e的关键字和BSTree的根节点的关键字相等,则不进行插入; (3)若e的关键字小于BSTree的根结点的关键字,而且在其左子树中不存在和e形同的关键字的结点,则将e插入在其左子树 上,并且当插入之后的左子树的深度加1时,分别就下列不同 情况处理之: a.BSTree的跟结点的平衡因子为-1(右子树的深度大于左子树

的深度):则将跟结点的平衡因子更改为0,BBST的深度不 变; b.BBST的根结点的平衡因子为0(左,右子树的深度相等): 则将根结点的平衡因子更改为1,BBST的深度增1; c.BBST的根结点的平衡因子为1(左子树的深度大于右子树 的深度):若BBST的左子树根结点的平衡因子为1,则需进 行向左旋平衡处理,并且在右旋之后,将根节点和其右子树 根节点的平衡因子更改为0,树的深度不变; 若BBST的左子树根结点的平衡因子为-1,则需进行向左,向 右的双向旋转平衡处理,并且在旋转处理之后,修改根结点 和其左右子树的平衡因子,数的深度不变; (4)若e的关键字大于BBST的根结点的关键字,而且在BBST的右子树中不存在和e有相同的关键字的的节点,则将e插入在 BBST的右子树上,并且当插入之后的右子树深度增加(+1) 时,分别就不同情况处理之。 3.详细设计 1)结点类型定义: typedef struct ElemType{ KeyType Key; //键值类型 char info[20]; }ElemType; Typedef struct BSTNode{ ElemType data; int bf ; //结点的平衡因子

按给定的先序序列来建立二叉树

课程题目:按给定的先序序列来建立二叉树 班级:10计算机2班姓名:熊芸芸学号:10070518 完成日期:12月2日星期五 一、需求分析 1、题目要求 1.1 存储结构: 以二叉链表作为二叉树的存储结构 1.2 二叉树的创建:以给定的先序序列来创建二叉树 1.3 输出二叉树: 以中序和后序序列输出二叉树的结点 2、测试数据: A B $ D G $ $ $ C E $ H $ $ F $ $($表示空格符号) 二、概要设计 ADT BinaryTree { 数据对象D: D是具有相同特性的数据元素的集合。数据关系: R1={ |a i-1,a i ∈D, i=2,...,n } 数据关系 R:若D为空集,则称为空树; 否则:(1) 在D中存在唯一的称为根的数据元素root, (2) 当n>1时,其余结点可分为m (m>0)个互不相交的有限集T1, T2, …, Tm, 其中每一个子集本身又是一棵树,称为根root的子树。 基本操作: InitStack(SqStack &s) //初始化栈 StackElemty(SqStack &s) //判断栈是否为空 Push(SqStack &s,BiTree e) //将元素e进栈 Pop(SqStack &s,BiTree &e) //出栈,栈顶元素返回给e CreateBiTree(BiTree &t) //用先序建立一个二叉树,空格表示空树 InOrderTraverse(BiTree t,Status(* Visit)(TElemType e))//用非递归方式实现中序遍历,对每个元素调用函数visit PostorderTraverse(BiTree t) //用递归方式实现后序遍历 } ADT BinaryTree 三、详细设计 #include #include typedef int Status; typedef char TElemType; #define OK 1 #define ERROR 0 #define OVERFLOW -2 #define STACK_INIT_SIZE 50 #define STACKINCREMENT 10 typedef struct BiTNode {//树二叉链表的存储结构 TElemType data; struct BiTNode *lchlid,*rchlid;

数据结构查找习题及答案

第9章查找 一、单选题 1.对一棵二叉搜索树按()遍历,可得到结点值从小到大的排列序列。 A. 先序 B. 中序 C. 后序 D. 层次 2.从具有n个结点的二叉搜索树中查找一个元素时,在平均情况下的时间复杂度大致为()。 A. O(n) B. O(1) C. O(logn) D. O(n2) 3.从具有n个结点的二叉搜索树中查找一个元素时,在最坏情况下的时间复杂度为()。 A. O(n) B. O(1) C. O(logn) D. O(n2) 4.在二叉搜索树中插入一个结点的时间复杂度为()。 A. O(1) B. O(n) C. O(logn) D. O(n2) 5.分别以下列序列构造二叉搜索树,与用其它三个序列所构造的结果不同的是()。 A.(100,80,90,60,120,110,130) B.(100,120,110,130,80,60,90) C.(100,60,80,90,120,110,130) D.(100,80,60,90,120,130,110) 6.在一棵AVL树中,每个结点的平衡因子的取值范围是()。 A. -1~1 B. -2~2 C. 1~2 D. 0~1 7.根据一组关键字(56,42,50,64,48)依次插入结点生成一棵A VL树,当插入到值 为()的结点时需要进行旋转调整。 A. 42 B. 50 C. 64 D. 48 8.深度为4的A VL树至少有()个结点。 A.9 B.8 C.7 D.6 9.一棵深度为k的A VL树,其每个分支结点的平衡因子均为0,则该平衡二叉树共有() 个结点。 A.2k-1-1 B.2k-1+1 C.2k-1 D.2k 10.在A VL树中插入一个结点后造成了不平衡,设最低的不平衡结点为A,并已知A的左 孩子的平衡因子为0,右孩子的平衡因子为1,则应作()型调整以使其平衡。 A. LL B. LR C. RL D. RR 二、判断题

平衡二叉树

二叉树: 左子树都小于根节点,右子树都大于根节点。可以动态维护这棵树(因为是树结构,可以有限步完成插入),所以是动态查找算法。时间复杂度为O(logn)在46.5%的情况下,需要把二叉树平衡化成“平衡二叉树”。 平衡二叉树:定义:平衡二叉树或为空树,或为如下性质的二叉排序树: (1)左右子树深度之差的绝对值不超过1; (2)左右子树仍然为平衡二叉树. 平衡因子:平衡因子bf=左子树深度-右子树深度, 每个结点的平衡因子只能是1,0,-1。若其绝对值超过1,则该二叉排序树就是不平衡的。增加一个元素后,平衡二叉树有可能变成不平衡了,所以需要旋转平衡调整。 平衡二叉树算法思想: 若向平衡二叉树中插入一个新结点后破坏了平衡二叉树的平衡性。首先要找出插入新结点后失去平衡的最小子树根结点的指针。然后再调整这个子树中有关结点之间的链接关系,使之成为新的平衡子树。当失去平衡的最小子树被调整为平衡子树后,原有其他所有不平衡子树无需调整,整个二叉排序树就又成为一棵平衡二叉树。失去平衡的最小子树是指以离插入结点最近,且平衡因子绝对值大于1的结点作为根的子树。假设用A表示失去平衡的最小子树的根结点,则调整该子树的操作可归纳为下列四种情况:(可以断定插入一个节点一定是在叶子节点上) (1)LL型平衡旋转法 由于在A的左孩子B的左子树上插入结点F,使A的平衡因子由1增至2而失去平衡。故需进行一次顺时针旋转操作。即将A的左孩子B向右上旋转代替A作为根结点,A向右下旋转成为B 的右子树的根结点。而原来B的右子树则变成A的左子树。 (2)RR型平衡旋转法 由于在A的右孩子C 的右子树上插入结点F,使A的平衡因子由-1减至-2而失去平衡。故需进行一次逆时针旋转操作。即将A的右孩子C向左上旋转代替A作为根结点,A向左下旋转成为C 的左子树的根结点。而原来C的左子树则变成A的右子树。

数据结构课程设计-_平衡二叉树操作

课程设计报告 课程名称数据结构课程设计 题目平衡二叉树操作 指导教师 设计起止日 2010-5-16 学院计算机学院 专业软件工程 学生姓名 班级/学号------------ 成绩_________________

一.需求分析 1、建立平衡二叉树并进行创建、增加、删除、调平等操作。 2、设计一个实现平衡二叉树的程序,可进行创建、增加、删除、调平等操作,实现动态的输入数据,实时的输出该树结构。 3、测试数据:自选数据 二.概要设计 平衡二叉树是在构造二叉排序树的过程中,每当插入一个新结点时,首先检查是否因插入新结点而破坏了二叉排序树的平衡性,若是,则找出其中的最小不平衡子树,在保持二叉排序树特性的前提下,调整最小不平衡子树中各结点之间的链接关系,进行相应的旋转,使之成为新的平衡子树。具体步骤如下: ⑴每当插入一个新结点,从该结点开始向上计算各结点的平衡因子,即计算该结点的祖先结点的平衡因子,若该结点的祖先结点的平衡因子的绝对值均不超过1,则平衡二叉树没有失去平衡,继续插入结点; ⑵若插入结点的某祖先结点的平衡因子的绝对值大于1,则找出其中最小不平衡子树的根结点; ⑶判断新插入的结点与最小不平衡子树的根结点的关系,确定是哪种类型的调整; ⑷如果是LL型或RR型,只需应用扁担原理旋转一次,在旋转过程中,如果出现冲突,应用旋转优先原则调整冲突;如果是LR型或RL型,则需应用扁担原理旋转两次,第一次最小不平衡子树的根结点先不动,调整插入结点所在子树,第二次再调整最小不平衡子树,在旋转过程中,如果出现冲突,应用旋转优先原则调整冲突; ⑸计算调整后的平衡二叉树中各结点的平衡因子,检验是否因为旋转而破坏其他结点的平衡因子,以及调整后的平衡二叉树中是否存在平衡因子大于1的结点。 三.详细设计 树的内部变量 typedef struct BTNode {

构造平衡二叉排序树

构造平衡二叉排序树 程序如下: #include"stdio.h" #include"stdlib.h" typedef int KeyType; typedef struct node {KeyType key; struct node *lchild,*rchild; }BSTNode; typedef BSTNode *BSTree; BSTree CreateBST(void); void DelBSTNode(BSTree *Tptr,KeyType Key); void InorderBST(BSTree T); void InsertBST(BSTree *bst,KeyType key); main() {BSTree T; char ch1,ch2; KeyType Key; printf("建立一棵二叉排序树的二叉链表存储\n"); T=CreateBST(); ch1='y'; while (ch1=='y'||ch1=='Y') {printf("请选择下列操作:\n"); printf("1------更新二叉树上的存储\n"); printf("2------二叉排序树上的删除\n"); printf("3------二叉排序树中序输出\n"); printf("4------退出\n"); scanf("\n%c",&ch2);

switch(ch2) {case '1':T=CreateBST();break; case '2':printf("\n请输入要删除的数据:"); scanf("\n%d",&Key); DelBSTNode(&T,Key); printf("删除操作完毕.\n");break; case '3':InorderBST(T); printf("\n二叉排序树输出完毕.\n"); break; case '4':ch1='n';break; default:ch1='n'; } } } void InsertBST(BSTree *bst,KeyType key) {BSTree s; if(*bst==NULL) /*递归结束条件*/ {s=(BSTree)malloc(sizeof(BSTNode)); /*申请新的结点*/ s->key=key; s->lchild=NULL; s->rchild=NULL; *bst=s; } else if(key<(*bst)->key) InsertBST(&((*bst)->lchild),key); /*将S插入左子树*/ else if(key>(*bst)->key) InsertBST(&((*bst)->rchild),key); /*将S插入右子树*/ }

平衡二叉树调整算法

平衡二叉树调整算法 在平衡二叉树中插入一个结点后造成不平衡,设最低的不平衡结点为A,并已知A的左孩子平衡因子为0,右孩子平衡因子为1,则应该做(C)型调整以使其平衡 A LL B LR C RL D RR 若向平衡二叉树中插入一个新结点后破坏了平衡二叉树的平衡性。首先要找出插入新结点后失去平衡的最小子树根结点的指针。然后再调整这个子树中有关结点之间的链接关系,使之成为新的平衡子树。当失去平衡的最小子树被调整为平衡子树后,原有其他所有不平衡子树无需调整,整个二叉排序树就又成为一棵平衡二叉树。 失去平衡的最小子树是指以离插入结点最近,且平衡因子绝对值大于 1 的结点作为根的子树。假设用 A 表示失去平衡的最小子树的根结点,则调整该子树的操作可归纳为下列四种情况。 (1)LL型平衡旋转法 由于在 A 的左孩子 B 的左子树上插入结点 F ,使 A 的平衡因子由 1 增至2 而失去平衡。故需进行一次顺时针旋转操作。即将 A 的左孩子 B 向右上旋转代替 A 作为根结点, A 向右下旋转成为 B 的右子树的根结点。而原来B 的右子树则变成 A 的左子树。 (2)RR型平衡旋转法 由于在 A 的右孩子 C 的右子树上插入结点 F ,使 A 的平衡因子由-1 减至-2 而失去平衡。故需进行一次逆时针旋转操作。即将 A 的右孩子 C 向

左上旋转代替 A 作为根结点, A 向左下旋转成为 C 的左子树的根结点。而原来C 的左子树则变成 A 的右子树。 (3)LR型平衡旋转法 由于在 A 的左孩子 B 的右子数上插入结点 F ,使 A 的平衡因子由 1 增至2 而失去平衡。故需进行两次旋转操作(先逆时针,后顺时针)。即先将A 结点的左孩子B 的右子树的根结点 D 向左上旋转提升到 B 结点的位置,然后再把该D 结点向右上旋转提升到 A 结点的位置。即先使之成为LL型,再按LL型处理。 如图中所示,即先将圆圈部分先调整为平衡树,然后将其以根结点接到 A 的左子树上,此时成为LL 型,再按LL 型处理成平衡型。 (4)RL型平衡旋转法 由于在 A 的右孩子 C 的左子树上插入结点 F ,使 A 的平衡因子由-1 减至-2 而失去平衡。故需进行两次旋转操作(先顺时针,后逆时针),即先将A 结点的右孩子C 的左子树的根结点D 向右上旋转提升到C 结点的位置,然后再把该D 结点向左上旋转提升到 A 结点的位置。即先使之成为RR型,

二叉排序树

6.5 二叉排序树★3◎4 1.二叉排序树定义 二叉排序树(Binary Sort Tree)或者是一棵空树;或者是具有下列性质的二叉树:(1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于根结点的值;若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于根结点的值。 (2)左右子树也都是二叉排序树,如图6-2所示。 2.二叉排序树的查找过程 由其定义可见,二叉排序树的查找过程为: (1)若查找树为空,查找失败。 (2)查找树非空,将给定值key与查找树的根结点关键码比较。 (3)若相等,查找成功,结束查找过程,否则: ①当给值key小于根结点关键码,查找将在以左孩子为根的子树上继续进行,转(1)。 ②当给值key大于根结点关键码,查找将在以右孩子为根的子树上继续进行,转(1)。 3.二叉排序树插入操作和构造一棵二叉排序树 向二叉排序树中插入一个结点的过程:设待插入结点的关键码为key,为将其插入,先要在二叉排序树中进行查找,若查找成功,按二叉排序树定义,该插入结点已存在,不用插入;查找不成功时,则插入之。因此,新插入结点一定是作为叶子结点添加上去的。构造一棵二叉排序树则是逐个插入结点的过程。对于关键码序列为:{63,90,70,55,67,42,98,83,10,45,58},则构造一棵二叉排序树的过程如图6-3所示。 4.二叉排序树删除操作 从二叉排序树中删除一个结点之后,要求其仍能保持二叉排序树的特性。 设待删结点为*p(p为指向待删结点的指针),其双亲结点为*f,删除可以分三种情况,如图6-4所示。

(1)*p结点为叶结点,由于删去叶结点后不影响整棵树的特性,所以,只需将被删结点的双亲结点相应指针域改为空指针,如图6-4(a)所示。 (2)*p结点只有右子树或只有左子树,此时,只需将或替换*f结点的*p子树即可,如图6-4(b)、(c)所示。 (3)*p结点既有左子树又有右子树,可按中序遍历保持有序地进行调整,如图6-4(d)、(e)所示。 设删除*p结点前,中序遍历序列为: ① P为F的左子女时有:…,Pi子树,P,Pj,S子树,Pk,Sk子树,…,P2,S2子树,P1,S1子树,F,…。 ②P为F的右子女时有:…,F,Pi子树,P,Pj,S子树,Pk,Sk子树,…,P2,S2子树,P1,S1子树,…。 则删除*p结点后,中序遍历序列应为: ①P为F的左子女时有:…,Pi子树,Pj,S子树,Pk,Sk子树,…,P2,S2子树,P1,S1子树,F,…。 ② P为F的右子女时有:…,F,Pi子树,Pj,S子树,Pk,Sk子树,…,P2,S2子树,

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