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e9996b37d6
@ -0,0 +1,228 @@
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/*
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* File: avl_tree.cpp
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* Created Time: 2022-12-2
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* Author: mgisr (maguagua0706@gmail.com)
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*/
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#include "../include/include.hpp"
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||||
class AvlTree {
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private:
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TreeNode *root{};
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||||
static bool isBalance(const TreeNode *p);
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||||
static int getBalanceFactor(const TreeNode *p);
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||||
static void updateHeight(TreeNode *p);
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||||
void fixBalance(TreeNode *p);
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static bool isLeftChild(const TreeNode *p);
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||||
static TreeNode *&fromParentTo(TreeNode *node);
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public:
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AvlTree() = default;
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AvlTree(const AvlTree &p) = default;
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const TreeNode *search(int val);
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bool insert(int val);
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||||
bool remove(int val);
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||||
void printTree();
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};
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// 判断该结点是否平衡
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bool AvlTree::isBalance(const TreeNode *p) {
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int balance_factor = getBalanceFactor(p);
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if (-1 <= balance_factor && balance_factor <= 1) { return true; }
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else { return false; }
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}
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// 获取当前结点的平衡因子
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int AvlTree::getBalanceFactor(const TreeNode *p) {
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if (p->left == nullptr && p->right == nullptr) { return 0; }
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else if (p->left == nullptr) { return (-p->right->height); }
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||||
else if (p->right == nullptr) { return p->left->height; }
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else { return p->left->height - p->right->height; }
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}
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// 更新结点高度
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void AvlTree::updateHeight(TreeNode *p) {
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if (p->left == nullptr && p->right == nullptr) { p->height = 1; }
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||||
else if (p->left == nullptr) { p->height = p->right->height + 1; }
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||||
else if (p->right == nullptr) { p->height = p->left->height + 1; }
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||||
else { p->height = std::max(p->left->height, p->right->height) + 1; }
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}
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void AvlTree::fixBalance(TreeNode *p) {
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// 左旋操作
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auto rotate_left = [&](TreeNode *node) -> TreeNode * {
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TreeNode *temp = node->right;
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||||
temp->parent = p->parent;
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node->right = temp->left;
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||||
if (temp->left != nullptr) {
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||||
temp->left->parent = node;
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||||
}
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||||
temp->left = node;
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||||
node->parent = temp;
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updateHeight(node);
|
||||
updateHeight(temp);
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return temp;
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||||
};
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||||
// 右旋操作
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||||
auto rotate_right = [&](TreeNode *node) -> TreeNode * {
|
||||
TreeNode *temp = node->left;
|
||||
temp->parent = p->parent;
|
||||
node->left = temp->right;
|
||||
if (temp->right != nullptr) {
|
||||
temp->right->parent = node;
|
||||
}
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||||
temp->right = node;
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||||
node->parent = temp;
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||||
updateHeight(node);
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||||
updateHeight(temp);
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return temp;
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||||
};
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||||
// 根据规则选取旋转方式
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||||
if (getBalanceFactor(p) > 1) {
|
||||
if (getBalanceFactor(p->left) > 0) {
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||||
if (p->parent == nullptr) { root = rotate_right(p); }
|
||||
else { fromParentTo(p) = rotate_right(p); }
|
||||
} else {
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||||
p->left = rotate_left(p->left);
|
||||
if (p->parent == nullptr) { root = rotate_right(p); }
|
||||
else { fromParentTo(p) = rotate_right(p); }
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
if (getBalanceFactor(p->right) < 0) {
|
||||
if (p->parent == nullptr) { root = rotate_left(p); }
|
||||
else { fromParentTo(p) = rotate_left(p); }
|
||||
} else {
|
||||
p->right = rotate_right(p->right);
|
||||
if (p->parent == nullptr) { root = rotate_left(p); }
|
||||
else { fromParentTo(p) = rotate_left(p); }
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
// 判断当前结点是否为其父节点的左孩子
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bool AvlTree::isLeftChild(const TreeNode *p) {
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||||
if (p->parent == nullptr) { return false; }
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||||
return (p->parent->left == p);
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||||
}
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||||
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||||
// 返回父节点指向当前结点指针的引用
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||||
TreeNode *&AvlTree::fromParentTo(TreeNode *node) {
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||||
if (isLeftChild(node)) { return node->parent->left; }
|
||||
else { return node->parent->right; }
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||||
}
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||||
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||||
const TreeNode *AvlTree::search(int val) {
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||||
TreeNode *p = root;
|
||||
while (p != nullptr) {
|
||||
if (p->val == val) { return p; }
|
||||
else if (p->val > val) { p = p->left; }
|
||||
else { p = p->right; }
|
||||
}
|
||||
return nullptr;
|
||||
}
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||||
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||||
bool AvlTree::insert(int val) {
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||||
TreeNode *p = root;
|
||||
if (p == nullptr) {
|
||||
root = new TreeNode(val);
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
for (;;) {
|
||||
if (p->val == val) { return false; }
|
||||
else if (p->val > val) {
|
||||
if (p->left == nullptr) {
|
||||
p->left = new TreeNode(val, p);
|
||||
break;
|
||||
} else {
|
||||
p = p->left;
|
||||
}
|
||||
} else {
|
||||
if (p->right == nullptr) {
|
||||
p->right = new TreeNode(val, p);
|
||||
break;
|
||||
} else {
|
||||
p = p->right;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
for (; p != nullptr; p = p->parent) {
|
||||
if (!isBalance(p)) {
|
||||
fixBalance(p);
|
||||
break;
|
||||
} else { updateHeight(p); }
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
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||||
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||||
bool AvlTree::remove(int val) {
|
||||
TreeNode *p = root;
|
||||
if (p == nullptr) { return false; }
|
||||
while (p != nullptr) {
|
||||
if (p->val == val) {
|
||||
TreeNode *real_delete_node = p;
|
||||
TreeNode *next_node;
|
||||
if (p->left == nullptr) {
|
||||
next_node = p->right;
|
||||
if (p->parent == nullptr) { root = next_node; }
|
||||
else { fromParentTo(p) = next_node; }
|
||||
} else if (p->right == nullptr) {
|
||||
next_node = p->left;
|
||||
if (p->parent == nullptr) { root = next_node; }
|
||||
else { fromParentTo(p) = next_node; }
|
||||
} else {
|
||||
while (real_delete_node->left != nullptr) {
|
||||
real_delete_node = real_delete_node->left;
|
||||
}
|
||||
std::swap(p->val, real_delete_node->val);
|
||||
next_node = real_delete_node->right;
|
||||
if (real_delete_node->parent == p) { p->right = next_node; }
|
||||
else { real_delete_node->parent->left = next_node; }
|
||||
}
|
||||
if (next_node != nullptr) {
|
||||
next_node->parent = real_delete_node->parent;
|
||||
}
|
||||
for (p = real_delete_node; p != nullptr; p = p->parent) {
|
||||
if (!isBalance(p)) { fixBalance(p); }
|
||||
updateHeight(p);
|
||||
}
|
||||
delete real_delete_node;
|
||||
return true;
|
||||
} else if (p->val > val) {
|
||||
p = p->left;
|
||||
} else {
|
||||
p = p->right;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return false;
|
||||
}
|
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|
||||
void inOrder(const TreeNode *root) {
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||||
if (root == nullptr) return;
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||||
inOrder(root->left);
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cout << root->val << ' ';
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||||
inOrder(root->right);
|
||||
}
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||||
void AvlTree::printTree() {
|
||||
inOrder(root);
|
||||
cout << endl;
|
||||
}
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||||
int main() {
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||||
AvlTree tree = AvlTree();
|
||||
// tree.insert(13);
|
||||
// tree.insert(24);
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||||
// tree.insert(37);
|
||||
// tree.insert(90);
|
||||
// tree.insert(53);
|
||||
|
||||
tree.insert(53);
|
||||
tree.insert(90);
|
||||
tree.insert(37);
|
||||
tree.insert(24);
|
||||
tree.insert(13);
|
||||
tree.remove(90);
|
||||
tree.printTree();
|
||||
const TreeNode *p = tree.search(37);
|
||||
cout << p->val;
|
||||
return 0;
|
||||
}
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