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commit
5e9a5524d4
3 changed files with 283 additions and 271 deletions
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@ -20,13 +20,15 @@
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/* 更新结点高度 */
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/* 更新结点高度 */
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private void updateHeight(TreeNode node) {
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private void updateHeight(TreeNode node) {
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// 结点高度等于最高子树高度 + 1
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node.height = Math.max(height(node.left), height(node.right)) + 1;
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node.height = Math.max(height(node.left), height(node.right)) + 1;
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}
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}
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/* 获取平衡因子 */
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/* 获取平衡因子 */
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public int balanceFactor(TreeNode node) {
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public int balanceFactor(TreeNode node) {
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if (node == null)
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// 空结点平衡因子为 0
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return 0;
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if (node == null) return 0;
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// 结点平衡因子 = 左子树高度 - 右子树高度
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return height(node.left) - height(node.right);
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return height(node.left) - height(node.right);
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}
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}
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@ -34,10 +36,13 @@
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private TreeNode rightRotate(TreeNode node) {
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private TreeNode rightRotate(TreeNode node) {
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TreeNode child = node.left;
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TreeNode child = node.left;
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TreeNode grandChild = child.right;
|
TreeNode grandChild = child.right;
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// 以 child 为原点,将 node 向右旋转
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child.right = node;
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child.right = node;
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node.left = grandChild;
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node.left = grandChild;
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// 更新结点高度
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updateHeight(node);
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updateHeight(node);
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updateHeight(child);
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updateHeight(child);
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// 返回旋转后子树的根节点
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return child;
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return child;
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}
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}
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@ -45,17 +50,21 @@
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private TreeNode leftRotate(TreeNode node) {
|
private TreeNode leftRotate(TreeNode node) {
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TreeNode child = node.right;
|
TreeNode child = node.right;
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TreeNode grandChild = child.left;
|
TreeNode grandChild = child.left;
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// 以 child 为原点,将 node 向左旋转
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child.left = node;
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child.left = node;
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node.right = grandChild;
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node.right = grandChild;
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// 更新结点高度
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updateHeight(node);
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updateHeight(node);
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updateHeight(child);
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updateHeight(child);
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// 返回旋转后子树的根节点
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return child;
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return child;
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}
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}
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/* 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
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/* 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
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private TreeNode rotate(TreeNode node) {
|
private TreeNode rotate(TreeNode node) {
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// 获取结点 node 的平衡因子
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int balanceFactor = balanceFactor(node);
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int balanceFactor = balanceFactor(node);
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// 根据失衡情况分为四种操作:右旋、左旋、先左后右、先右后左
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// 左偏树
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if (balanceFactor > 1) {
|
if (balanceFactor > 1) {
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if (balanceFactor(node.left) >= 0) {
|
if (balanceFactor(node.left) >= 0) {
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// 右旋
|
// 右旋
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@ -66,6 +75,7 @@
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return rightRotate(node);
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return rightRotate(node);
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}
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}
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}
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}
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// 右偏树
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if (balanceFactor < -1) {
|
if (balanceFactor < -1) {
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if (balanceFactor(node.right) <= 0) {
|
if (balanceFactor(node.right) <= 0) {
|
||||||
// 左旋
|
// 左旋
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@ -76,6 +86,7 @@
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||||||
return leftRotate(node);
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return leftRotate(node);
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}
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}
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}
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}
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// 平衡树,无需旋转,直接返回
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return node;
|
return node;
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}
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}
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@ -85,22 +96,20 @@
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return root;
|
return root;
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}
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}
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||||||
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/* 递归插入结点 */
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/* 递归插入结点(辅助函数) */
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private TreeNode insertHelper(TreeNode node, int val) {
|
private TreeNode insertHelper(TreeNode node, int val) {
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||||||
// 1. 查找插入位置,并插入结点
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if (node == null) return new TreeNode(val);
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||||||
if (node == null)
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/* 1. 查找插入位置,并插入结点 */
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||||||
return new TreeNode(val);
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||||||
if (val < node.val)
|
if (val < node.val)
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||||||
node.left = insertHelper(node.left, val);
|
node.left = insertHelper(node.left, val);
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||||||
else if (val > node.val)
|
else if (val > node.val)
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||||||
node.right = insertHelper(node.right, val);
|
node.right = insertHelper(node.right, val);
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||||||
else
|
else
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return node; // 重复结点则直接返回
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return node; // 重复结点不插入,直接返回
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// 2. 更新结点高度
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updateHeight(node); // 更新结点高度
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updateHeight(node);
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/* 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
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// 3. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡
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node = rotate(node);
|
node = rotate(node);
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// 返回该子树的根节点
|
// 返回子树的根节点
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return node;
|
return node;
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}
|
}
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@ -110,11 +119,10 @@
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return root;
|
return root;
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}
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}
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/* 递归删除结点 */
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/* 递归删除结点(辅助函数) */
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private TreeNode removeHelper(TreeNode node, int val) {
|
private TreeNode removeHelper(TreeNode node, int val) {
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// 1. 查找结点,并删除之
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if (node == null) return null;
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if (node == null)
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/* 1. 查找结点,并删除之 */
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return null;
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||||||
if (val < node.val)
|
if (val < node.val)
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||||||
node.left = removeHelper(node.left, val);
|
node.left = removeHelper(node.left, val);
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||||||
else if (val > node.val)
|
else if (val > node.val)
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||||||
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@ -135,11 +143,10 @@
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node.val = temp.val;
|
node.val = temp.val;
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}
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}
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||||||
}
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}
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||||||
// 2. 更新结点高度
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updateHeight(node); // 更新结点高度
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updateHeight(node);
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/* 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 */
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||||||
// 3. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡
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node = rotate(node);
|
node = rotate(node);
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// 返回该子树的根节点
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// 返回子树的根节点
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return node;
|
return node;
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}
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}
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@ -159,18 +166,20 @@
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||||||
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
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while (cur != null) {
|
while (cur != null) {
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||||||
// 目标结点在 root 的右子树中
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// 目标结点在 root 的右子树中
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||||||
if (cur.val < val) cur = cur.right;
|
if (cur.val < val)
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||||||
|
cur = cur.right;
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||||||
// 目标结点在 root 的左子树中
|
// 目标结点在 root 的左子树中
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||||||
else if (cur.val > val) cur = cur.left;
|
else if (cur.val > val)
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||||||
|
cur = cur.left;
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||||||
// 找到目标结点,跳出循环
|
// 找到目标结点,跳出循环
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||||||
else break;
|
else
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||||||
|
break;
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}
|
}
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||||||
// 返回目标结点
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// 返回目标结点
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return cur;
|
return cur;
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}
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}
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}
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}
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public class avl_tree {
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public class avl_tree {
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static void testInsert(AVLTree tree, int val) {
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static void testInsert(AVLTree tree, int val) {
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tree.insert(val);
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tree.insert(val);
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@ -215,4 +224,3 @@
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System.out.println("\n查找到的结点对象为 " + node + ",结点值 = " + node.val);
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System.out.println("\n查找到的结点对象为 " + node + ",结点值 = " + node.val);
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}
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}
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}
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}
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@ -1,4 +1,8 @@
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# AVL 树
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comments: true
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# AVL 树 *
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在「二叉搜索树」章节中提到,在进行多次插入与删除操作后,二叉搜索树可能会退化为链表。此时所有操作的时间复杂度都会由 $O(\log n)$ 劣化至 $O(n)$ 。
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在「二叉搜索树」章节中提到,在进行多次插入与删除操作后,二叉搜索树可能会退化为链表。此时所有操作的时间复杂度都会由 $O(\log n)$ 劣化至 $O(n)$ 。
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@ -237,7 +241,7 @@ AVL 树的独特之处在于「旋转 Rotation」的操作,其可 **在不影
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// 更新结点高度
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// 更新结点高度
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updateHeight(node);
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updateHeight(node);
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updateHeight(child);
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updateHeight(child);
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// 返回旋转后的根节点
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// 返回旋转后子树的根节点
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return child;
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return child;
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}
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}
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@ -303,7 +307,7 @@ AVL 树的独特之处在于「旋转 Rotation」的操作,其可 **在不影
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// 更新结点高度
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// 更新结点高度
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updateHeight(node);
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updateHeight(node);
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updateHeight(child);
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updateHeight(child);
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// 返回旋转后的根节点
|
// 返回旋转后子树的根节点
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return child;
|
return child;
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}
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}
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```
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```
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@ -154,7 +154,7 @@ nav:
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- 二叉树(Binary Tree): chapter_tree/binary_tree.md
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- 二叉树(Binary Tree): chapter_tree/binary_tree.md
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||||||
- 二叉树常见类型: chapter_tree/binary_tree_types.md
|
- 二叉树常见类型: chapter_tree/binary_tree_types.md
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||||||
- 二叉搜索树: chapter_tree/binary_search_tree.md
|
- 二叉搜索树: chapter_tree/binary_search_tree.md
|
||||||
- AVL 树: chapter_tree/avl_tree.md
|
- AVL 树 *: chapter_tree/avl_tree.md
|
||||||
- 小结: chapter_tree/summary.md
|
- 小结: chapter_tree/summary.md
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- 查找算法:
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- 查找算法:
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- 线性查找: chapter_searching/linear_search.md
|
- 线性查找: chapter_searching/linear_search.md
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