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「二叉搜索树 Binary Search Tree」满足以下条件:
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1. 对于根节点,左子树中所有节点的值 $<$ 根节点的值 $<$ 右子树中所有节点的值;
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2. 任意节点的左、右子树也是二叉搜索树,即同样满足条件 `1.` ;
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1. 对于根节点,左子树中所有节点的值 $<$ 根节点的值 $<$ 右子树中所有节点的值。
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2. 任意节点的左、右子树也是二叉搜索树,即同样满足条件 `1.` 。
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![二叉搜索树](binary_search_tree.assets/binary_search_tree.png)
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给定目标节点值 `num` ,可以根据二叉搜索树的性质来查找。我们声明一个节点 `cur` ,从二叉树的根节点 `root` 出发,循环比较节点值 `cur.val` 和 `num` 之间的大小关系
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- 若 `cur.val < num` ,说明目标节点在 `cur` 的右子树中,因此执行 `cur = cur.right` ;
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- 若 `cur.val > num` ,说明目标节点在 `cur` 的左子树中,因此执行 `cur = cur.left` ;
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- 若 `cur.val = num` ,说明找到目标节点,跳出循环并返回该节点;
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- 若 `cur.val < num` ,说明目标节点在 `cur` 的右子树中,因此执行 `cur = cur.right` 。
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- 若 `cur.val > num` ,说明目标节点在 `cur` 的左子树中,因此执行 `cur = cur.left` 。
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- 若 `cur.val = num` ,说明找到目标节点,跳出循环并返回该节点。
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=== "<1>"
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![二叉搜索树查找节点示例](binary_search_tree.assets/bst_search_step1.png)
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给定一个待插入元素 `num` ,为了保持二叉搜索树“左子树 < 根节点 < 右子树”的性质,插入操作分为两步:
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1. **查找插入位置**:与查找操作相似,从根节点出发,根据当前节点值和 `num` 的大小关系循环向下搜索,直到越过叶节点(遍历至 $\text{None}$ )时跳出循环;
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2. **在该位置插入节点**:初始化节点 `num` ,将该节点置于 $\text{None}$ 的位置;
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1. **查找插入位置**:与查找操作相似,从根节点出发,根据当前节点值和 `num` 的大小关系循环向下搜索,直到越过叶节点(遍历至 $\text{None}$ )时跳出循环。
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2. **在该位置插入节点**:初始化节点 `num` ,将该节点置于 $\text{None}$ 的位置。
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二叉搜索树不允许存在重复节点,否则将违反其定义。因此,若待插入节点在树中已存在,则不执行插入,直接返回。
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当待删除节点的度为 $2$ 时,我们无法直接删除它,而需要使用一个节点替换该节点。由于要保持二叉搜索树“左 $<$ 根 $<$ 右”的性质,因此这个节点可以是右子树的最小节点或左子树的最大节点。假设我们选择右子树的最小节点(或者称为中序遍历的下个节点),则删除操作为:
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1. 找到待删除节点在“中序遍历序列”中的下一个节点,记为 `tmp` ;
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2. 将 `tmp` 的值覆盖待删除节点的值,并在树中递归删除节点 `tmp` ;
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1. 找到待删除节点在“中序遍历序列”中的下一个节点,记为 `tmp` 。
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2. 将 `tmp` 的值覆盖待删除节点的值,并在树中递归删除节点 `tmp` 。
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=== "<1>"
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![二叉搜索树删除节点示例](binary_search_tree.assets/bst_remove_case3_step1.png)
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