2011年軟考程序員考試復(fù)習(xí)筆試知識(shí)點(diǎn)整理(19)

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　　23、二叉排序樹(BST, Binary SortTree) 的C++實(shí)現(xiàn)

　　二叉排序樹(Binary Sort Tree)又稱二叉查找(搜索)樹(Binary Search Tree)。

　　(1)二叉排序樹定義：二叉排序樹或者是空樹，或者是滿足如下性質(zhì)的二叉樹：

　　①若它的左子樹非空，則左子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均小于根結(jié)點(diǎn)的值;

　　②若它的右子樹非空，則右子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均大于根結(jié)點(diǎn)的值;

　�、圩�、右子樹本身又各是一棵二叉排序樹。

　　上述性質(zhì)簡稱二叉排序樹性質(zhì)(BST性質(zhì))，故二叉排序樹實(shí)際上是滿足BST性質(zhì)的二叉樹。

　　(2)二叉排序樹的特點(diǎn)

　　由BST性質(zhì)可得：

　　[1]二叉排序樹中任一結(jié)點(diǎn)x，其左(右)子樹中任一結(jié)點(diǎn)y(若存在)的關(guān)鍵字必小(大)于x的關(guān)鍵字。

　　[2]二叉排序樹中，各結(jié)點(diǎn)關(guān)鍵字是惟一的。 注意：實(shí)際應(yīng)用中，不能保證被查找的數(shù)據(jù)集中各元素的關(guān)鍵字互不相同，所以可將二叉排序樹定義中BST性質(zhì)[1]里的"小于"改為"小于等于"，或?qū)ST性質(zhì)[2]里的"大于"改為"大于等于"，甚至可同時(shí)修改這兩個(gè)性質(zhì)。

　　[3]按中序遍歷該樹所得到的中序序列是一個(gè)遞增有序序列。

　　(3)在二叉排序樹上進(jìn)行查找時(shí)的平均查找長度和二叉樹的形態(tài)有關(guān)：

　�、僭谧顗那闆r下，二叉排序樹是通過把一個(gè)有序表的n個(gè)結(jié)點(diǎn)依次插入而生成的，此時(shí)所得的二叉排序樹蛻化為棵深度為n的單支樹，它的平均查找長度和單鏈表上的順序查找相同，亦是(n+1)/2。

　　②在最好情況下，二叉排序樹在生成的過程中，樹的形態(tài)比較勻稱，最終得到的是一棵形態(tài)與二分查找的判定樹相似的二叉排序樹，此時(shí)它的平均查找長度大約是lgn。

　�、鄄迦�、刪除和查找算法的時(shí)間復(fù)雜度均為O(lgn)。

　　(4)二叉排序樹和二分查找的比較

　　就平均時(shí)間性能而言，二叉排序樹上的查找和二分查找差不多。

　　就維護(hù)表的有序性而言，二叉排序樹無須移動(dòng)結(jié)點(diǎn)，只需修改指針即可完成插入和刪除操作，且其平均的執(zhí)行時(shí)間均為O(lgn)，因此更有效。二分查找所涉及的有序表是一個(gè)向量，若有插入和刪除結(jié)點(diǎn)的操作，則維護(hù)表的有序性所花的代價(jià)是O(n)。當(dāng)有序表是靜態(tài)查找表時(shí)，宜用向量作為其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，而采用二分查找實(shí)現(xiàn)其查找操作;若有序表里動(dòng)態(tài)查找表，則應(yīng)選擇二叉排序樹作為其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

　　//二叉查找樹代碼

　　//BTreeNode.h二叉樹結(jié)點(diǎn)抽象類型

　　#ifndefBTREENODE_H

　　#defineBTREENODE_H

　　#include

　　//template class BTree;

　　template class SortBTree;

　　template class BTreeNode

　　{

　　//friend class BTree;

　　friend class SortBTree;

　　public:

　　BTreeNode():lchild(NULL),rchild(NULL){ };

　　BTreeNode(const T&dt,BTreeNode *lch =NULL , BTreeNode *rch = NULL)

　　:data(dt),lchild(lch),rchild(rch){};

　　T get_data()const {return data; };

　　BTreeNode* get_lchild()const{return lchild; };

　　BTreeNode* get_rchild()const{return rchild; };

　　void set_data(const T& d) { data =d;};

　　protected:

　　private:

　　T data;

　　BTreeNode *lchild, *rchild;

　　};

　　#endif

　　/************************************************************************

　　*SortBTree.h

　　* 根據(jù)給定的字符串構(gòu)造一個(gè)排序二叉樹

　　* 從排序二叉樹中尋找最大值，最小值，不存在時(shí)拋出invalid_argument異常

　　* 從排序二叉樹中刪除某一元素，不存在時(shí)拋出invalid_argument 異常

　　* 往排序二叉樹中添加一個(gè)新元素

　　************************************************************************/

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