【二叉查找树】05根据升序的链表构造二叉查找树【Convert Sorted List to Binary Search Tree】

利用递归，构造二叉查找树，

 

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

给一个升序的单向链表，把他转换成一个二叉查找树

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Given a singly linked list where elements are sorted in ascending order, convert it to a height balanced BST. 

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
test.cpp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
  
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <stack>
#include <vector>
#include "BinaryTree.h"
#include "List.h"

using namespace std;


/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 * int val;
 * TreeNode *left;
 * TreeNode *right;
 * TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
void findmid(ListNode *head, ListNode *end, ListNode *&mid)
{

    if(head == NULL)
    {
        mid = NULL;
        return;
    }
    if(head->next == end)
    {
        mid = head;
        return;
    }
    /*pre就是传说中的快马*/
    ListNode *pre = head;
    mid = head;
    while(pre->next != end)
    {
        pre = pre->next;
        if(pre->next != end)
        {
            pre = pre->next;
        }
        else
        {
            break;
        }
        mid = mid->next;
    }

}

TreeNode *tobst(ListNode *head, ListNode *tail)
{

    if(head == tail)
    {
        return NULL;
    }
    if(head->next == tail)
    {
        int val = head->val;
        delete head;
        return new TreeNode(val);
    }
    ListNode *mid;
    findmid(head, tail, mid);
    TreeNode *tmp = new TreeNode(mid->val);
    tmp->left = tobst(head, mid);
    if(mid->next)
    {
        tmp->right = tobst(mid->next, tail);
    }
    delete mid;
    return tmp;
}

TreeNode *sortedListToBST(ListNode *head)
{

    if(head == NULL)
    {
        return NULL;
    }
    return tobst(head, NULL);

}


vector<vector<int> > levelOrder(TreeNode *root)
{

    vector<vector<int> > matrix;
    if(root == NULL)
    {
        return matrix;
    }
    vector<int> temp;
    temp.push_back(root->val);
    matrix.push_back(temp);

    vector<TreeNode *> path;
    path.push_back(root);

    int count = 1;
    while(!path.empty())
    {
        TreeNode *tn = path.front();
        if(tn->left)
        {
            path.push_back(tn->left);
        }
        if(tn->right)
        {
            path.push_back(tn->right);
        }
        path.erase(path.begin());
        count--;

        if(count == 0)
        {
            vector<int> tmp;
            vector<TreeNode *>::iterator it = path.begin();
            for(; it != path.end(); ++it)
            {
                tmp.push_back((*it)->val);
            }
            if(tmp.size() > 0)
            {
                matrix.push_back(tmp);
            }
            count = path.size();
        }
    }
    return matrix;
}



// 树中结点含有分叉，
//                  4
//              /       \
//             2         6
//           /   \      /  \
//          1     3    5    7
int main()
{

    ListNode *pListNode1 = CreateListNode(1);
    ListNode *pListNode2 = CreateListNode(2);
    ListNode *pListNode3 = CreateListNode(3);
    ListNode *pListNode4 = CreateListNode(4);
    ListNode *pListNode5 = CreateListNode(5);
    ListNode *pListNode6 = CreateListNode(6);
    ListNode *pListNode7 = CreateListNode(7);


    ConnectListNodes(pListNode1, pListNode2);
    ConnectListNodes(pListNode2, pListNode3);
    ConnectListNodes(pListNode3, pListNode4);
    ConnectListNodes(pListNode4, pListNode5);
    ConnectListNodes(pListNode5, pListNode6);
    ConnectListNodes(pListNode6, pListNode7);

    TreeNode *root = sortedListToBST(pListNode1);

    vector<vector<int> > ans = levelOrder(root);

    for (int i = 0; i < ans.size(); ++i)
    {
        for (int j = 0; j < ans[i].size(); ++j)
        {
            cout << ans[i][j] << " ";
        }
    }
    cout << endl;
    DestroyTree(root);
    return 0;
}
 
输出结果：
4 2 6 1 3 5 7

List.h：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
  
#ifndef _LIST_H_
#define _LIST_H_

#include <cstdlib>

struct ListNode
{
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};

ListNode *CreateListNode(int value);
void ConnectListNodes(ListNode *pCurrent, ListNode *pNext);
void PrintListNode(ListNode *pNode);
void PrintList(ListNode *pHead);
void DestroyList(ListNode *pHead);
void AddToTail(ListNode **pHead, int value);
void RemoveNode(ListNode **pHead, int value);

#endif //_LIST_H_
 
List.cpp：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
  
#include "List.h"
#include <cstdio>
#include <cstdlib>

ListNode *CreateListNode(int value)
{
    ListNode *pNode = new ListNode(0);
    pNode->val = value;
    pNode->next = NULL;

    return pNode;
}

void ConnectListNodes(ListNode *pCurrent, ListNode *pNext)
{
    if(pCurrent == NULL)
    {
        printf("Error to connect two nodes.\n");
        exit(1);
    }

    pCurrent->next = pNext;
}

void PrintListNode(ListNode *pNode)
{
    if(pNode == NULL)
    {
        printf("The node is NULL\n");
    }
    else
    {
        printf("The key in node is %d.\n", pNode->val);
    }
}

void PrintList(ListNode *pHead)
{
    printf("PrintList starts.\n");

    ListNode *pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        printf("%d\t", pNode->val);
        pNode = pNode->next;
    }

    printf("\nPrintList ends.\n");
}

void DestroyList(ListNode *pHead)
{
    ListNode *pNode = pHead;
    while(pNode != NULL)
    {
        pHead = pHead->next;
        delete pNode;
        pNode = pHead;
    }
}

void AddToTail(ListNode **pHead, int value)
{
    ListNode *pNew = new ListNode(0);
    pNew->val = value;
    pNew->next = NULL;

    if(*pHead == NULL)
    {
        *pHead = pNew;
    }
    else
    {
        ListNode *pNode = *pHead;
        while(pNode->next != NULL)
            pNode = pNode->next;

        pNode->next = pNew;
    }
}

void RemoveNode(ListNode **pHead, int value)
{
    if(pHead == NULL || *pHead == NULL)
        return;

    ListNode *pToBeDeleted = NULL;
    if((*pHead)->val == value)
    {
        pToBeDeleted = *pHead;
        *pHead = (*pHead)->next;
    }
    else
    {
        ListNode *pNode = *pHead;
        while(pNode->next != NULL && pNode->next->val != value)
            pNode = pNode->next;

        if(pNode->next != NULL && pNode->next->val == value)
        {
            pToBeDeleted = pNode->next;
            pNode->next = pNode->next->next;
        }
    }

    if(pToBeDeleted != NULL)
    {
        delete pToBeDeleted;
        pToBeDeleted = NULL;
    }
}
BinaryTree.h:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
  
#ifndef _BINARY_TREE_H_
#define _BINARY_TREE_H_

struct TreeNode
{
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
};


TreeNode *CreateBinaryTreeNode(int value);
void ConnectTreeNodes(TreeNode *pParent,
                      TreeNode *pLeft, TreeNode *pRight);
void PrintTreeNode(TreeNode *pNode);
void PrintTree(TreeNode *pRoot);
void DestroyTree(TreeNode *pRoot);


#endif /*_BINARY_TREE_H_*/
BinaryTree.cpp:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
  
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include "BinaryTree.h"

using namespace std;

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */

//创建结点
TreeNode *CreateBinaryTreeNode(int value)
{
    TreeNode *pNode = new TreeNode(value);

    return pNode;
}

//连接结点
void ConnectTreeNodes(TreeNode *pParent, TreeNode *pLeft, TreeNode *pRight)
{
    if(pParent != NULL)
    {
        pParent->left = pLeft;
        pParent->right = pRight;
    }
}

//打印节点内容以及左右子结点内容
void PrintTreeNode(TreeNode *pNode)
{
    if(pNode != NULL)
    {
        printf("value of this node is: %d\n", pNode->val);

        if(pNode->left != NULL)
            printf("value of its left child is: %d.\n", pNode->left->val);
        else
            printf("left child is null.\n");

        if(pNode->right != NULL)
            printf("value of its right child is: %d.\n", pNode->right->val);
        else
            printf("right child is null.\n");
    }
    else
    {
        printf("this node is null.\n");
    }

    printf("\n");
}

//前序遍历递归方法打印结点内容
void PrintTree(TreeNode *pRoot)
{
    PrintTreeNode(pRoot);

    if(pRoot != NULL)
    {
        if(pRoot->left != NULL)
            PrintTree(pRoot->left);

        if(pRoot->right != NULL)
            PrintTree(pRoot->right);
    }
}

void DestroyTree(TreeNode *pRoot)
{
    if(pRoot != NULL)
    {
        TreeNode *pLeft = pRoot->left;
        TreeNode *pRight = pRoot->right;

        delete pRoot;
        pRoot = NULL;

        DestroyTree(pLeft);
        DestroyTree(pRight);
    }
}
 
 
 



 
 
posted @ 2014-04-08 16:55  z陵  阅读(210)  评论(0)  编辑  收藏  举报