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Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

發(fā)布時間:2020-10-05 12:54:47 來源:腳本之家 閱讀:150 作者:WFaceBoss 欄目:編程語言

本文實例講述了Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法。分享給大家供大家參考,具體如下:

一.刪除思路分析

在刪除二叉搜索樹的任意元素時,會有三種情況:

1.1 刪除只有左孩子的節(jié)點

節(jié)點刪除之后,將左孩子所在的二叉樹取代其位置;連在原來節(jié)點父親元素右節(jié)點的位置,比如在圖中需要刪除58這個節(jié)點。

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

刪除58這個節(jié)點后,如下圖所示:

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

 

 

1.2 刪除只有右孩子的節(jié)點:

節(jié)點刪除之后,將右孩子所在的二叉樹取代其位置;連在原來節(jié)點的位置,比如在下圖中需要刪除58這個節(jié)點。

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

刪除58這個節(jié)點后,如下圖所示:

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

這里需要說明說一下,以上兩種情況其實包含了葉子節(jié)點情況的,我們可以把葉子節(jié)點理解成只有左孩子的節(jié)點,也可以把它理解為只有右孩子的節(jié)點,只不過左孩子、右孩子為null。

1.3 刪除包含左右孩子的節(jié)點

如下圖,二叉搜索樹包含有左右孩子,假設(shè)現(xiàn)需要刪除58這個節(jié)點。

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

針對該種情況,分析如下:
我們把58這個節(jié)點記為d節(jié)點(包含有左子樹與右子樹),如下圖所示:

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

針對這種節(jié)點刪除情況需要把左子樹與右子樹融合起來,融合方法:
d這節(jié)點的左孩子與右孩子中找一個比d節(jié)點還要大的節(jié)點取代d節(jié)點,根據(jù)二叉搜索樹的性質(zhì)可知(左邊節(jié)點<當(dāng)前節(jié)點<右邊節(jié)點),這個需要被找的節(jié)點存在于d節(jié)點的右孩子節(jié)點中。

尋找規(guī)則:
尋找需要被刪除節(jié)點58(d)的后繼的所有元素中,離 58 最近的且比 58 大的節(jié)點,在本例中為59這個節(jié)點【即右子樹中的最小值】,記為s,如下圖所示:

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

刪除步驟:

(1)從d的右子樹中刪除最小值,將刪除最小值s后的d的右子樹, 變?yōu)?code>d后繼節(jié)點s的右孩子,如下圖所示:

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

(2)將d節(jié)點(58節(jié)點)的左子樹,變?yōu)楹罄^節(jié)點s(59節(jié)點)的左子樹,如下圖所示:

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

(3)將后繼節(jié)點s59節(jié)點)連接到d節(jié)點(58節(jié)點)父親節(jié)點的右邊,刪除d節(jié)點(58節(jié)點)后,后繼s節(jié)點(59節(jié)點)成為新的根,如下圖所示:

Java刪除二叉搜索樹的任意元素的方法詳解

二、編碼實現(xiàn)二叉搜索樹的任意元素

根據(jù)上述的分析,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行編碼,刪除代碼如下:

//從二叉搜索樹中刪除元素為e的節(jié)點
  public void remove(E e) {
    root = remove(root, e);
  }

  //刪除以node為根的二叉搜索樹中值為e的節(jié)點,遞歸算法
  //返回刪除節(jié)點后更新的二叉搜索樹的根
  private Node remove(Node node, E e) {
    if (node == null)
      return null;

    if (e.compareTo(node.e) < 0) {//e<node.e (被刪除元素e小于當(dāng)前節(jié)點值e)
      node.left = remove(node.left, e);
      return node;
    }
    if (e.compareTo(node.e) > 0) {//e>node.e (被刪除元素e大于當(dāng)前節(jié)點值e)
      node.right = remove(node.right, e);
      return node;
    } else {//e==node.e (被刪除元素e等于當(dāng)前節(jié)點值e)

      //待刪除節(jié)點左子樹為空情況
      if (node.left == null) {
        Node rightNode = node.right;
        node.right = null;
        size--;
        return rightNode;
      }

      //待刪除節(jié)點右子樹為空情況
      if (node.right == null) {
        Node leftNode = node.left;
        node.left = null;
        size--;
        return leftNode;
      }

      //左右子樹均不為空
      //方法:找到比待刪除節(jié)點大的最小節(jié)點,即待刪除節(jié)點右子樹的最小節(jié)點
      //用這個節(jié)點頂替待刪除節(jié)點的位置
      Node successor = minimum(node.right);
      successor.right = removeMin(node.right);
      successor.left = node.left;
      node.left = node.right = null;

      return successor;
    }
  }

對于上述代碼中的minimum函數(shù),在5.3節(jié)中已經(jīng)實現(xiàn),此處同樣也把代碼列出來:

// 尋找二分搜索樹的最小元素
  public E minimum() {
    if (size == 0) {
      throw new IllegalArgumentException("BST is empty");
    }

    Node ninNode = minimum(root);
    return ninNode.e;
  }

  // 返回以node為根的二分搜索樹的最小值所在的節(jié)點
  private Node minimum(Node node) {
    if (node.left == null) {
      return node;
    }

    //返回相應(yīng)的節(jié)點的左子樹的最小值
    return minimum(node.left);
  }

源碼地址 https://github.com/FelixBin/dataStructure/blob/master/src/BST/BST.java

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