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@@ -24,7 +24,7 @@ G. M. Adelson-Velsky 和 E. M. Landis 在其 1962 年发表的论文 "An algorit
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「AVL 树」既是二叉搜索树也是平衡二叉树,同时满足这两类二叉树的所有性质,因此也被称为「平衡二叉搜索树」。
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### 节点高度
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### 1. 节点高度
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在操作 AVL 树时,我们需要获取节点的高度,因此需要为 AVL 树的节点类添加 `height` 变量。
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@@ -418,7 +418,7 @@ G. M. Adelson-Velsky 和 E. M. Landis 在其 1962 年发表的论文 "An algorit
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### 节点平衡因子
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### 2. 节点平衡因子
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节点的「平衡因子 Balance Factor」定义为节点左子树的高度减去右子树的高度,同时规定空节点的平衡因子为 0 。我们同样将获取节点平衡因子的功能封装成函数,方便后续使用。
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@@ -586,7 +586,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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我们将平衡因子绝对值 $> 1$ 的节点称为「失衡节点」。根据节点失衡情况的不同,旋转操作分为四种:右旋、左旋、先右旋后左旋、先左旋后右旋。下面我们将详细介绍这些旋转操作。
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### 右旋
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### 1. 右旋
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如下图所示,节点下方为平衡因子。从底至顶看,二叉树中首个失衡节点是“节点 3”。我们关注以该失衡节点为根节点的子树,将该节点记为 `node` ,其左子节点记为 `child` ,执行「右旋」操作。完成右旋后,子树已经恢复平衡,并且仍然保持二叉搜索树的特性。
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@@ -833,7 +833,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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### 左旋
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### 2. 左旋
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相应的,如果考虑上述失衡二叉树的“镜像”,则需要执行「左旋」操作。
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@@ -1070,7 +1070,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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### 先左旋后右旋
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### 3. 先左旋后右旋
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对于下图中的失衡节点 3,仅使用左旋或右旋都无法使子树恢复平衡。此时需要先左旋后右旋,即先对 `child` 执行「左旋」,再对 `node` 执行「右旋」。
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@@ -1078,7 +1078,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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<p align="center"> 图:先左旋后右旋 </p>
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### 先右旋后左旋
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### 4. 先右旋后左旋
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同理,对于上述失衡二叉树的镜像情况,需要先右旋后左旋,即先对 `child` 执行「右旋」,然后对 `node` 执行「左旋」。
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@@ -1086,7 +1086,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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<p align="center"> 图:先右旋后左旋 </p>
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### 旋转的选择
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### 5. 旋转的选择
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下图展示的四种失衡情况与上述案例逐个对应,分别需要采用右旋、左旋、先右后左、先左后右的旋转操作。
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@@ -1521,7 +1521,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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## 7.5.3 AVL 树常用操作
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### 插入节点
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### 1. 插入节点
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「AVL 树」的节点插入操作与「二叉搜索树」在主体上类似。唯一的区别在于,在 AVL 树中插入节点后,从该节点到根节点的路径上可能会出现一系列失衡节点。因此,**我们需要从这个节点开始,自底向上执行旋转操作,使所有失衡节点恢复平衡**。
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@@ -1873,7 +1873,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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### 删除节点
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### 2. 删除节点
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类似地,在二叉搜索树的删除节点方法的基础上,需要从底至顶地执行旋转操作,使所有失衡节点恢复平衡。
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@@ -2432,7 +2432,7 @@ AVL 树的特点在于「旋转 Rotation」操作,它能够在不影响二叉
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### 查找节点
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### 3. 查找节点
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AVL 树的节点查找操作与二叉搜索树一致,在此不再赘述。
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@@ -17,7 +17,7 @@ comments: true
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我们将二叉搜索树封装为一个类 `ArrayBinaryTree` ,并声明一个成员变量 `root` ,指向树的根节点。
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### 查找节点
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### 1. 查找节点
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给定目标节点值 `num` ,可以根据二叉搜索树的性质来查找。我们声明一个节点 `cur` ,从二叉树的根节点 `root` 出发,循环比较节点值 `cur.val` 和 `num` 之间的大小关系
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@@ -319,7 +319,7 @@ comments: true
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### 插入节点
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### 2. 插入节点
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给定一个待插入元素 `num` ,为了保持二叉搜索树“左子树 < 根节点 < 右子树”的性质,插入操作分为两步:
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@@ -728,7 +728,7 @@ comments: true
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与查找节点相同,插入节点使用 $O(\log n)$ 时间。
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### 删除节点
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### 3. 删除节点
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与插入节点类似,我们需要在删除操作后维持二叉搜索树的“左子树 < 根节点 < 右子树”的性质。首先,我们需要在二叉树中执行查找操作,获取待删除节点。接下来,根据待删除节点的子节点数量,删除操作需分为三种情况:
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@@ -1474,7 +1474,7 @@ comments: true
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### 排序
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### 4. 排序
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我们知道,二叉树的中序遍历遵循“左 $\rightarrow$ 根 $\rightarrow$ 右”的遍历顺序,而二叉搜索树满足“左子节点 $<$ 根节点 $<$ 右子节点”的大小关系。因此,在二叉搜索树中进行中序遍历时,总是会优先遍历下一个最小节点,从而得出一个重要性质:**二叉搜索树的中序遍历序列是升序的**。
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@@ -520,7 +520,7 @@ comments: true
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## 7.1.3 常见二叉树类型
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### 完美二叉树
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### 1. 完美二叉树
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「完美二叉树 Perfect Binary Tree」除了最底层外,其余所有层的节点都被完全填满。在完美二叉树中,叶节点的度为 $0$ ,其余所有节点的度都为 $2$ ;若树高度为 $h$ ,则节点总数为 $2^{h+1} - 1$ ,呈现标准的指数级关系,反映了自然界中常见的细胞分裂现象。
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@@ -532,7 +532,7 @@ comments: true
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<p align="center"> 图:完美二叉树 </p>
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### 完全二叉树
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### 2. 完全二叉树
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「完全二叉树 Complete Binary Tree」只有最底层的节点未被填满,且最底层节点尽量靠左填充。
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@@ -540,7 +540,7 @@ comments: true
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<p align="center"> 图:完全二叉树 </p>
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### 完满二叉树
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### 3. 完满二叉树
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「完满二叉树 Full Binary Tree」除了叶节点之外,其余所有节点都有两个子节点。
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@@ -548,7 +548,7 @@ comments: true
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<p align="center"> 图:完满二叉树 </p>
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### 平衡二叉树
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### 4. 平衡二叉树
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「平衡二叉树 Balanced Binary Tree」中任意节点的左子树和右子树的高度之差的绝对值不超过 1 。
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