查找算法(III)二叉排序树(B树)和平衡树(AVL树)

  二叉排序树,也称B树,是查找算法中比较常提到的一种数据结构,本文介绍其基本概念和查找过程,并分析其查找效率,进而引出了平衡树(AVL树)的概念。

B树的结构

  B树即为二叉搜索树或称二叉排序树Binary Sort Tree),也有叫二叉查找树的。

  它或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树:

  1.若它的左子树不为空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值;

  2.若它的右子树不为空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值;

  3.它的左右子树也分别为二叉排序树。

  中序遍历二叉排序树可以得到一个有序序列。

在二叉排序树上查找

  首先将给定值和根结点的关键字比较,若相等,则查找成功,若不相等,则根据给定值和根结点关键字之间的大小关系,在左子树或右子树上继续进行查找。

  若查到为空树时,说明该树中没有待查记录,故查找不成功。

二叉排序树的查找分析

  在二叉排序树上查找其关键字等于给定值的结点的过程,恰是走了一条从根结点到该结点的路径的过程,和给定值比较的关键字个数等于路径长度加1(或结点所在层次数),    因此,和折半查找类似,与给定值比较的关键字个数不超过树的深度。

  然而,折半查找长度为n的表的判定树是唯一的,而含有n个结点的二叉排序树却不唯一。

  含有n个结点的二叉排序树的平均查找长度和树的形态有关,当先后插入的关键字有序时,构成的二叉排序树蜕变为单支树。

  这时树的深度为n,其平均查找长度为(n+1)/2,和顺序查找相同,这是最差的情况。

  显然,最好的情况应该是二叉排序树的形态和折半查找的判定树相同,其平均查找长度和log2n成正比,即我们希望二叉排序树是平衡的

平衡二叉树

  平衡二叉树Balanced Binary TreeHeight-Balanced Tree)又称AVL树

  它或者是一棵空树,或者是具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,且左子树和右子树的深度之差的绝对值不超过1

  若将二叉树上结点的平衡因子BF(Balance Factor)定义为该结点的左子树深度减去它的右子树的深度,则平衡二叉树上所有结点的平衡因子只可能是-1,0和1.

  在平衡树上进行查找的时间复杂度为O(logn)。

posted @ 2012-11-15 14:04  圣骑士wind  阅读(2078)  评论(0编辑  收藏  举报