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手写 avl tree

手写 avl tree

作者: shengjk1 | 来源:发表于2020-06-25 17:07 被阅读0次
    为什么需要 avl tree

    avl tree 又称 平衡二叉树。主要在排序二叉树的基础上进行的一个优化。避免排序二叉树不平衡,从而严重影响查询效率

    avl tree 的特点

    平衡二叉树也叫平衡二叉搜索树。
    它可以是一颗空树或者它的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1,并且左右两个子树都是一颗平衡二叉树

    avl tree 实现
    
    /**
     * @author shengjk1
     * @date 2020/6/23
     */
    public class AvlTreeDemo {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr = {10, 11, 7, 6, 8, 9};
    //      int[] arr = {4, 3, 6, 5, 7, 8};
    //      int[] arr = {10, 12, 8, 9, 7, 6};
            AVLTree avlTree = new AVLTree();
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                System.out.println(arr[i]);
                avlTree.add(new Node(arr[i]));
            }
            System.out.println("中序遍历");
            avlTree.infixOrder();
            
            System.out.println("在平衡处理~");
            System.out.println("树的高度=" + avlTree.getRoot().height());
            System.out.println("树的左子树的高度=" + avlTree.getRoot().leftHight());
            System.out.println("树的右子树的高度=" + avlTree.getRoot().rightHeight());
            System.out.println("当前的根节点=" + avlTree.getRoot());
            
        }
    }
    
    class AVLTree {
        private Node root;
        
        public Node getRoot() {
            return root;
        }
        
        public void add(Node node) {
            if (root == null) {
                root = node;
            } else {
                root.add(node);
            }
        }
        
        public void infixOrder() {
            if (root != null) {
                root.infixOrder();
            } else {
                System.out.println("avl tree is empty");
            }
        }
    }
    
    class Node {
        int value;
        Node left;
        Node right;
        
        public Node(int value) {
            this.value = value;
        }
        
        //返回左子树的高度
        public int leftHight() {
            if (left == null) {
                return 0;
            }
            return left.height();
        }
        
        //返回右子树的高度
        public int rightHeight() {
            if (right == null) {
                return 0;
            }
            return right.height();
        }
        
        //返回以该节点为根节点的树的高度
        public int height() {
            return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
        }
        
        //左旋转
        private void leftRotate() {
            //创建新的节点,以当前根节点的值
            Node newNode = new Node(value);
            //把新的节点的左子树设置成当前节点的左子树
            newNode.left = left;
            //把新的节点的右子树设置成当前节点的右子树的左子树
            newNode.right = right.left;
            //把当前节点的值替换为右子节点的值
            value = right.value;
            //把当前节点的右子树设置成当前节点右子树的右子树
            right = right.right;
            //把当前节点的左子树设置成新的节点
            left = newNode;
        }
        
        //右旋转
        private void rightRotate() {
            Node newNode = new Node(value);
            newNode.right = right;
            newNode.left = left.right;
            value = left.value;
            left = left.left;
            right = newNode;
        }
        
        //查找要删除的节点
        public Node search(int value) {
            if (value == this.value) {
                return this;
            } else if (value < this.value) {
                if (this.left == null) {
                    return null;
                }
                return this.left.search(value);
            } else {
                if (this.right == null) {
                    return null;
                }
                return this.right.search(value);
            }
        }
        
        @Override
        public String toString() {
            return "Node{" +
                    "value=" + value +
                    '}';
        }
        
        //添加节点
        //满足二叉排序树
        public void add(Node node) {
            if (node == null) {
                return;
            }
            if (node.value < this.value) {
                if (this.left == null) {
                    this.left = node;
                } else {
                    this.left.add(node);
                }
            } else {
                if (this.right == null) {
                    this.right = node;
                } else {
                    this.right.add(node);
                }
            }
    
    
    ////        //左旋转
            if (rightHeight() - leftHight() > 1) {
                //如果它的右子树的左子树的高度大于它的右子树的右子树的高度
                if (right.leftHight() > right.rightHeight()) {
                    //先对右子节点进行右旋转
                    right.rightRotate();
                    //然后对当前节点进行左旋转
                    leftRotate();
                } else {
                    //直接进行左旋转
                    leftRotate();
                }
    //          return;
            } else if (leftHight() - rightHeight() > 1) {
                if (left.rightHeight() > left.leftHight()) {
                    left.leftRotate();
                    rightRotate();
                } else {
                    rightRotate();
                }
            }
        }
        
        public void infixOrder() {
            if (this.left != null) {
                this.left.infixOrder();
            }
            System.out.println(this);
            if (this.right != null) {
                this.right.infixOrder();
            }
        }
    }
    

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