mirror of
https://github.com/krahets/hello-algo.git
synced 2026-07-07 21:24:18 +00:00
772183705e
* Add Russian docs site baseline * Add Russian localized codebase * Polish Russian code wording * Update ru code translation. * Update code translation and chapter covers. * Fix pythontutor extraction. * Add README and landing page. * placeholder of profiles * Use figures of English version * Remove chapter paperbook
201 lines
6.5 KiB
Go
201 lines
6.5 KiB
Go
// File: avl_tree.go
|
|
// Created Time: 2023-01-08
|
|
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
|
|
|
package chapter_tree
|
|
|
|
import . "github.com/krahets/hello-algo/pkg"
|
|
|
|
/* AVL-дерево */
|
|
type aVLTree struct {
|
|
// Корневой узел
|
|
root *TreeNode
|
|
}
|
|
|
|
func newAVLTree() *aVLTree {
|
|
return &aVLTree{root: nil}
|
|
}
|
|
|
|
/* Получить высоту узла */
|
|
func (t *aVLTree) height(node *TreeNode) int {
|
|
// Высота пустого узла равна -1, высота листового узла равна 0
|
|
if node != nil {
|
|
return node.Height
|
|
}
|
|
return -1
|
|
}
|
|
|
|
/* Обновить высоту узла */
|
|
func (t *aVLTree) updateHeight(node *TreeNode) {
|
|
lh := t.height(node.Left)
|
|
rh := t.height(node.Right)
|
|
// Высота узла равна высоте более высокого поддерева + 1
|
|
if lh > rh {
|
|
node.Height = lh + 1
|
|
} else {
|
|
node.Height = rh + 1
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
/* Получить коэффициент баланса */
|
|
func (t *aVLTree) balanceFactor(node *TreeNode) int {
|
|
// Коэффициент баланса пустого узла равен 0
|
|
if node == nil {
|
|
return 0
|
|
}
|
|
// Коэффициент баланса узла = высота левого поддерева - высота правого поддерева
|
|
return t.height(node.Left) - t.height(node.Right)
|
|
}
|
|
|
|
/* Операция правого вращения */
|
|
func (t *aVLTree) rightRotate(node *TreeNode) *TreeNode {
|
|
child := node.Left
|
|
grandChild := child.Right
|
|
// Выполнить правое вращение узла node вокруг child
|
|
child.Right = node
|
|
node.Left = grandChild
|
|
// Обновить высоту узла
|
|
t.updateHeight(node)
|
|
t.updateHeight(child)
|
|
// Вернуть корневой узел поддерева после вращения
|
|
return child
|
|
}
|
|
|
|
/* Операция левого вращения */
|
|
func (t *aVLTree) leftRotate(node *TreeNode) *TreeNode {
|
|
child := node.Right
|
|
grandChild := child.Left
|
|
// Выполнить левое вращение узла node вокруг child
|
|
child.Left = node
|
|
node.Right = grandChild
|
|
// Обновить высоту узла
|
|
t.updateHeight(node)
|
|
t.updateHeight(child)
|
|
// Вернуть корневой узел поддерева после вращения
|
|
return child
|
|
}
|
|
|
|
/* Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
|
|
func (t *aVLTree) rotate(node *TreeNode) *TreeNode {
|
|
// Получить коэффициент баланса узла node
|
|
// В Go рекомендуется использовать короткие имена переменных, здесь bf обозначает t.balanceFactor
|
|
bf := t.balanceFactor(node)
|
|
// Левосторонне перекошенное дерево
|
|
if bf > 1 {
|
|
if t.balanceFactor(node.Left) >= 0 {
|
|
// Правое вращение
|
|
return t.rightRotate(node)
|
|
} else {
|
|
// Сначала левое вращение, затем правое
|
|
node.Left = t.leftRotate(node.Left)
|
|
return t.rightRotate(node)
|
|
}
|
|
}
|
|
// Правосторонне перекошенное дерево
|
|
if bf < -1 {
|
|
if t.balanceFactor(node.Right) <= 0 {
|
|
// Левое вращение
|
|
return t.leftRotate(node)
|
|
} else {
|
|
// Сначала правое вращение, затем левое
|
|
node.Right = t.rightRotate(node.Right)
|
|
return t.leftRotate(node)
|
|
}
|
|
}
|
|
// Дерево сбалансировано, вращение не требуется, вернуть сразу
|
|
return node
|
|
}
|
|
|
|
/* Вставка узла */
|
|
func (t *aVLTree) insert(val int) {
|
|
t.root = t.insertHelper(t.root, val)
|
|
}
|
|
|
|
/* Рекурсивная вставка узла (вспомогательная функция) */
|
|
func (t *aVLTree) insertHelper(node *TreeNode, val int) *TreeNode {
|
|
if node == nil {
|
|
return NewTreeNode(val)
|
|
}
|
|
/* 1. Найти позицию вставки и вставить узел */
|
|
if val < node.Val.(int) {
|
|
node.Left = t.insertHelper(node.Left, val)
|
|
} else if val > node.Val.(int) {
|
|
node.Right = t.insertHelper(node.Right, val)
|
|
} else {
|
|
// Повторяющийся узел не вставлять, сразу вернуть
|
|
return node
|
|
}
|
|
// Обновить высоту узла
|
|
t.updateHeight(node)
|
|
/* 2. Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
|
|
node = t.rotate(node)
|
|
// Вернуть корневой узел поддерева
|
|
return node
|
|
}
|
|
|
|
/* Удаление узла */
|
|
func (t *aVLTree) remove(val int) {
|
|
t.root = t.removeHelper(t.root, val)
|
|
}
|
|
|
|
/* Рекурсивное удаление узла (вспомогательная функция) */
|
|
func (t *aVLTree) removeHelper(node *TreeNode, val int) *TreeNode {
|
|
if node == nil {
|
|
return nil
|
|
}
|
|
/* 1. Найти узел и удалить его */
|
|
if val < node.Val.(int) {
|
|
node.Left = t.removeHelper(node.Left, val)
|
|
} else if val > node.Val.(int) {
|
|
node.Right = t.removeHelper(node.Right, val)
|
|
} else {
|
|
if node.Left == nil || node.Right == nil {
|
|
child := node.Left
|
|
if node.Right != nil {
|
|
child = node.Right
|
|
}
|
|
if child == nil {
|
|
// Число дочерних узлов = 0, удалить node и сразу вернуть
|
|
return nil
|
|
} else {
|
|
// Число дочерних узлов = 1, удалить node напрямую
|
|
node = child
|
|
}
|
|
} else {
|
|
// Число дочерних узлов = 2, удалить следующий по симметричному обходу узел и заменить им текущий узел
|
|
temp := node.Right
|
|
for temp.Left != nil {
|
|
temp = temp.Left
|
|
}
|
|
node.Right = t.removeHelper(node.Right, temp.Val.(int))
|
|
node.Val = temp.Val
|
|
}
|
|
}
|
|
// Обновить высоту узла
|
|
t.updateHeight(node)
|
|
/* 2. Выполнить вращение, чтобы снова сбалансировать поддерево */
|
|
node = t.rotate(node)
|
|
// Вернуть корневой узел поддерева
|
|
return node
|
|
}
|
|
|
|
/* Поиск узла */
|
|
func (t *aVLTree) search(val int) *TreeNode {
|
|
cur := t.root
|
|
// Искать в цикле и выйти после прохода за листовой узел
|
|
for cur != nil {
|
|
if cur.Val.(int) < val {
|
|
// Целевой узел находится в правом поддереве cur
|
|
cur = cur.Right
|
|
} else if cur.Val.(int) > val {
|
|
// Целевой узел находится в левом поддереве cur
|
|
cur = cur.Left
|
|
} else {
|
|
// Найти целевой узел и выйти из цикла
|
|
break
|
|
}
|
|
}
|
|
// Вернуть целевой узел
|
|
return cur
|
|
}
|