Binary Search Tree
1、定义
二叉搜索树(Binary Search Tree),(又:二叉查询树,二叉排序树)它或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树: 若它的左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值; 若它的右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值; 它的左、右子树也分别为二叉排序树。
通俗地讲,以当前节点为根,其左右子树的特点:左小右大。当前节点为50时,其左子树所有节点均小于50,右子树所有节点均大于50:
节点50的左右子树也同样符合这种特点,以左子树为例(以30为根的树):
2、查找
根据左小右大的特点,查找一个元素时,从根节点出发:
- 如果查找的元素比当前节点小,则到左子树找;
- 如果查找的元素比当前节点大,则到右子树找;
- 如果查找的元素等于当前节点,说明找到了;
- 如果直至叶子节点都找不到对应的,说明该元素不存在该树中。
流程图如下:
3、插入
流程图
4、删除
删除前首先要找到该节点,如果找不到,直接结束即可。找到后,可以分为以下三种情景:
- 无子节点,即叶子节点,直接删除即可;
- 只有一个子节点,用该子节点接到删除节点的父节点即可;
- 有两个子节点,使用前或后继节点作为替换节点,对删除节点进行数据替换,然后转移至删除替换节点即可。而此时删除后继节点时,必然是情景1或2了;
5、二叉搜索树的问题
极端时,搜索的时间复杂度将会降低到 O(n),比如以下这个例子:
而平衡二叉搜索树(AVL树、红黑树等)就是为了解决这个问题:平衡二叉树在进行插入、删除后,会进行自平衡,从而保证其查询的时间复杂度接近于O(log2n)。如红黑树连续插入10,20,30,40,50: