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二叉查找树实现

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

/*结构体节点*/
typedef struct  _node{
    int key;
    struct _node *left;
    struct _node *right;
    struct _node *parent;
}node;


/*插入节点*/
void insert(node *root,node *toInsert)
{
    node *p,*q;
    p=root;
    q=NULL;
    if(toInsert==NULL || root==NULL)
    {
        return;
    }

    while(p!=NULL)
    {
        q=p;/*记录父节点*/
        if(toInsert->key<p->key)
        {
            p=p->left;
        }else{
            p=p->right;
        }    
    }
    if(toInsert->key<q->key)
    {
        q->left=toInsert;
    }else{
        q->right=toInsert;
    }
    toInsert->parent=q;
    toInsert->left=NULL;
    toInsert->right=NULL;
}

/*递归中序遍历根节点*/
void middleSearch(node *root)
{
    if(root!=NULL)
    {
        middleSearch(root->left);
        printf("%d\t",root->key);
        middleSearch(root->right);
    }
}
/*先序遍历*/
void preSearch(node *root)
{
    if(root!=NULL)
    {
        printf("%d\t",root->key);
        preSearch(root->left);
        preSearch(root->right);
    }
}

/*查找返回节点关键字为key的节点*/
node* search(node *root,int key)
{
    node *p=root;
    while(p!=NULL)
    {
        if(key<p->key)
        {
            p=p->left;
        }else if(key>p->key)
        {
            p=p->right;
        }else
            break;
    }
    return p;
}

/*查找二叉树最小值*/
node *minimun(node *root)
{
    node *p=root;
    if(p==NULL)
        return p;
    while(p->left!=NULL)
        p=p->left;
    printf("min %d\n",p->key);
    return p;
}

/*查找二叉树最大值*/
node *maximun(node *root)
{
    node *p=root;
    if(p==NULL)
        return;
    while(p->right!=NULL)
        p=p->right;
    printf("max %d\n",p->key);
    return p;
}
/*找节点后续*/
node* successor(node *x)
{
    node *p;
    if(NULL==x)
        return x;
    if(x->right!=NULL)
        return minimun(x->right);
    p=x->parent;
    while(p!=NULL && p->right==x)
    {
        x=p;
        p=p->parent;
    }
    return p;
}

/*删除节点*/
void delete(node *root,node *toDelete)
{
    node *p,*q;
    int key;
    if(root==NULL || toDelete==NULL)
        return ;
    p=toDelete->parent;

    /*第一种情况,要删除的节点的左右子树都为空*/
    if(toDelete->left ==NULL && toDelete->right ==NULL)
    {
        if(p==NULL)/*要删除的是根节点*/
        {
            free(toDelete);
            return;
        }
        if(p->left==toDelete)
        {
            p->left=NULL;
        }else
            p->right=NULL;
        free(toDelete);

    }

    /*第二种情况,要删除的左子树为空,右子树不为空*/
    else if(toDelete->left==NULL)
    {    
        if(p==NULL)
        {
            q=root->right;
            root->key=q->key;
            root->left=q->left;
            root->right=q->right;

            free(q);
            return;
        }
        else if(p->left==toDelete)
        {
            p->left=toDelete->right;
        }else
            p->right=toDelete->right;
        toDelete->right->parent=p;
        free(toDelete);
    }

    /* 第三种情况,要删除的右子树为空,左子树不为空*/
    else if(toDelete->right==NULL)
    {
        if(p==NULL)
        {
            q=root->left;
            root->key=q->key;
            root->left=q->left;
            root->right=q->right;
            root->parent=NULL;
            free(q);
            return;
        }
        else if(p->left==toDelete)
        {
            p->left=toDelete->left;
        }else
            p->right=toDelete->right;
        toDelete->parent=p;
        free(toDelete);
    }

    /* 第四种情况,要删除的左右子树都不为空*/
    else{
            q=successor(toDelete);
            key=q->key;
            delete(root,q);
            toDelete->key=key;
    }
}

int main()
{
    node *root;

    int a[12]={15,5,3,12,10,13,6,7,16,20,18,23};
    node *toInsert;
    node *x,*y;
    int i;
    /*创建头节点*/
    if((root=(node*)malloc(sizeof(node)))==NULL)
    {
        perror("malloc error");
        exit(1);
    }
    root->key=a[0];
    /*插入节点*/
    for(i=1;i<12;i++)
    {
        if((toInsert=(node*)malloc(sizeof(node)))==NULL)
        {
            perror("malloc error");
            exit(1);
        }
        toInsert->key=a[i];
        insert(root,toInsert);
    }

    /*中序遍历*/
    middleSearch(root);
    printf("\n");
    /*先序遍历*/
    preSearch(root);
    printf("\n");

    /*最大值*/
    maximun(root);
    /*最小值*/
    minimun(root);

    /*查找关键字节点及其前驱*/
    x=search(root,6);
    y=successor(x);
    if(y!=NULL)
        printf("节点 6 后驱 %d\n",y->key);

    x=search(root,3);
    y=successor(x);
    if(y!=NULL)
        printf("节点 3 后驱 %d\n",y->key);


    x=search(root,13);
    y=successor(x);
    if(y!=NULL)
        printf("节点 13 后驱 %d\n",y->key);


    x=search(root,23);
    y=successor(x);
    if(y!=NULL)
        printf("节点 23 后驱 %d\n",y->key);

    /*删除节点*/
    printf("before delete the node\n");
    x=search(root,13);

    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
    
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);

    if((toInsert=(node*)malloc(sizeof(node)))==NULL)
    {
        perror("malloc error");
        exit(1);
    }
    toInsert->key=13;
    insert(root,toInsert);
    printf("\n中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);


    printf("\nbefore delete the node\n");
    x=search(root,16);
    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);

    if((toInsert=(node*)malloc(sizeof(node)))==NULL)
    {
        perror("malloc error");
        exit(1);
    }
    toInsert->key=16;
    insert(root,toInsert);
    printf("\n中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);

    printf("\nbefore delete the node\n");
    x=search(root,5);
    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);
    if((toInsert=(node*)malloc(sizeof(node)))==NULL)
    {
        perror("malloc error");
        exit(1);
    }
    toInsert->key=5;
    insert(root,toInsert);

    printf("\n中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);

    printf("\nbefore delete the node\n");
    x=search(root,15);

    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
   
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);

    printf("\n");


    printf("before delete the node\n");
    x=search(root,16);

    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
   
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);
    printf("\n");



    printf("before delete the node\n");
    x=search(root,18);

    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
   
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);
    printf("\n");

    printf("before delete the node\n");
    x=search(root,20);

    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
   
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);
    printf("\n");


    printf("before delete the node\n");
    x=search(root,23);

    delete(root,x);
    printf("\nafter delete the node\n");
   
    printf("中序遍历\n");
    middleSearch(root);
    printf("\n先序遍历\n");
    preSearch(root);
    printf("\n");
}
 

posted on 2011-03-28 16:15 周强 阅读(281) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 算法


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