平衡二叉树之AVL树
AVL树(命名来源于作者姓名,Adelson-Velskii和Landis),即平衡二叉树,满足以下的条件:
1)它的左子树和右子树都是AVL树
2)左子树和右子树的高度差不能超过1
从条件1可能看出是个递归定义。
AVL树中任何节点的两个儿子子树的高度最大差别为一,所以它也被称为高度平衡树。
AVL树插入节点的步骤,分为2类:
第1类:外侧插入,单旋转

第2类:内侧插入,双旋转(先旋转成外侧插入的情况,再单旋转)

由于调整以后,树高与插入前是相同的,所以无需再向上查看balance情况
代码实现:http://blog.chinaunix.net/uid-20662820-id-142440.html
struct node
{
node* parent;
node* left;
node* right;
int balance; //左右子树高度之差
int key;
}; int searchNode(int key, node* root, node** parent) //如果没找到,parent也是指向要插入位置的父位置
{
node* temp;
assert(root != NULL);
temp = root;
*parent = root->parent;
while (temp !=NULL)
{
if (temp->key == key)
return ;
else
{
*parent = temp;
if (temp->key > key)
temp = temp->left;
else
temp = temp->right;
}
}
return ;
} node* adjustAVL(node* root, node* parent, node* child)
{
node *cur;
assert((parent != NULL)&&(child != NULL));
switch (parent->balance)
{
case :
if (child->balance == -)//LR型(内侧插入):插入的节点的父节点直接升级做parent
{
cur = child->right;
cur->parent = parent->parent;
child->right = cur->left;
if (cur->left != NULL)
cur->left->parent = child;
parent->left = cur->right;
if (cur->right != NULL)
cur->right->parent = parent;
cur->left = child;
child->parent = cur;
cur->right = parent;
if (parent->parent != NULL)
if (parent->parent->left == parent)
parent->parent->left = cur;
else parent->parent->right = cur;
else
root = cur;
parent->parent = cur;
if (cur->balance == )
{
parent->balance = ;
child->balance = ;
}
else if (cur->balance == -)
{
parent->balance = ;
child->balance = ;
}
else
{
parent->balance = -;
child->balance = ;
}
cur->balance = ;
}
else //LL型(外侧插入):插入的节点的父节点升级做child,child升级做parent
child->parent = parent->parent;
parent->left = child->right;
if (child->right != NULL)
child->right->parent = parent;
child->right = parent;
if (parent->parent != NULL)
if (parent->parent->left == parent)
parent->parent->left = child;
else parent->parent->right = child;
else
root = child;
parent->parent = child;
if (child->balance == ) //插入时
{
child->balance = ;
parent->balance = ;
}
else //删除时
{
child->balance = -;
parent->balance = ;
}
}
break; case -:
if (child->balance == ) //RL型
{
cur = child->left;
cur->parent = parent->parent;
child->left = cur->right;
if (cur->right != NULL)
cur->right->parent = child;
parent->right = cur->left;
if (cur->left != NULL)
cur->left->parent = parent;
cur->left = parent;
cur->right = child;
child->parent = cur;
if (parent->parent != NULL)
if (parent->parent->left == parent)
parent->parent->left = cur;
else parent->parent->right = cur;
else
root = cur;
parent->parent = cur;
if (cur->balance == )
{
parent->balance = ;
child->balance = ;
}
else if (cur->balance == )
{
parent->balance = ;
child->balance = -;
}
else
{
parent->balance = ;
child->balance = ;
}
cur->balance = ;
}
else //RR型
{
child->parent = parent->parent;
parent->right = child->left;
if (child->left != NULL)
child->left->parent = parent;
child->left = parent;
if (parent->parent != NULL)
if (parent->parent->left == parent)
parent->parent->left = child;
else parent->parent->right = child;
else
root = child;
parent->parent = child;
if (child->balance == -) //插入时
{
child->balance = ;
parent->balance = ;
}
else //删除时
{
child->balance = ;
parent->balance = -;
}
}
break;
}
return root;
} node* insertNode(int key, node* root)
{
node *parent, *cur, *child;
assert (root != NULL);
if (searchNode(key, root, &parent)) //结点已存在
return root;
else
{
cur = (node*)malloc(sizeof(node));
cur->parent = parent;
cur->key = key;
cur->left = NULL;
cur->right = NULL;
cur->balance = ;
if (keykey)
{
parent->left = cur;
child = parent->left;
}
else
{
parent->right = cur;
child = parent->right;
} while ((parent != NULL)) //查找需要调整的最小子树
{
if (child == parent->left)
if (parent->balance == -)
{
parent->balance = ;
return root;
}
else if (parent->balance == )
{
parent->balance = ;
break;
}
else
{
parent->balance = ;
child = parent;
parent = parent->parent;
}
else if (parent->balance == ) //是右孩子,不会引起不平衡
{
parent->balance = ;
return root;
}
else if (parent->balance == -) //是右孩子,并且引起parent的不平衡
{
parent->balance = -;
break;
}
else //是右孩子,并且可能引起parent的parent的不平衡
{
parent->balance = -;
child = parent;
parent = parent->parent;
}
} if (parent == NULL)
return root;
return adjustAVL(root, parent, child);
}
}
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