hdu 5444 繼續二叉查找樹

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  這是一個二叉查找樹，實現了以下操作：插入結點、構造二叉樹、刪除結點、查找、
  查找最大值、查找最小值、查找指定結點的前驅和後繼。上述所有操作時間複雜度
  均爲o(h),其中h是樹的高度
  註釋很詳細，具體內容就看代碼吧
*************************************************************************/
#include<string>
#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
const int maxn = 1e5 + 10;
//二叉查找樹結點描述
//typedef int KeyType;
typedef struct Node
{
    int key;          //關鍵字
    struct Node * left;   //左孩子指針
    struct Node * right;  //右孩子指針
    struct Node * parent; //指向父節點指針
}Node,*PNode;

//往二叉查找樹中插入結點
//插入的話，可能要改變根結點的地址，所以傳的是二級指針
void inseart(PNode * root,int key)
{
    //初始化插入結點
    PNode p=(PNode)malloc(sizeof(Node));
    p->key=key;
    p->left=p->right=p->parent=NULL;
    //空樹時，直接作爲根結點
    if((*root)==NULL){
        *root=p;
        return;
    }
    //插入到當前結點（*root）的左孩子
    if((*root)->left == NULL && (*root)->key < key){
        p->parent=(*root);
        (*root)->left=p;
        return;
    }
    //插入到當前結點（*root）的右孩子
    if((*root)->right == NULL && (*root)->key > key){
        p->parent=(*root);
        (*root)->right=p;
        return;
    }
    if((*root)->key < key)
        inseart(&(*root)->left,key);
    else if((*root)->key > key)
        inseart(&(*root)->right,key);
    else
        return;
}
int a[maxn];
string ans ;
void search(PNode root,int key)  
{  
    if(root == NULL)  
        return ;  
    if(key < root->key) //查找右子樹  
    { ans = ans + "E"; search(root->right,key);}  
    else if(key > root->key) //查找左子樹  
    { ans = ans + "W"; search(root->left,key); } 
    else  
        return ;  
}

int main()
{
    int t ; cin >> t; int q, n ;
    while(t--){
        PNode root=NULL;
        scanf("%d", &n);
        for(int i = 1; i <= n ; i ++){
            scanf("%d", &a[i]);
        }
        for(int i = 1 ; i <= n ; i ++){
            inseart(&root, a[i]);
        }
        scanf("%d", &q); int num;
        while( q-- ){
            scanf("%d", &num);
            ans = "";
            search(root , num);
            cout << ans <<endl;
        }
    }


}

/*************************************************************************
  這是一個二叉查找樹，實現了以下操作：插入結點、構造二叉樹、刪除結點、查找、
  查找最大值、查找最小值、查找指定結點的前驅和後繼。上述所有操作時間複雜度
  均爲o(h),其中h是樹的高度
  註釋很詳細，具體內容就看代碼吧
*************************************************************************/

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

//二叉查找樹結點描述
typedef int KeyType;
typedef struct Node
{
    KeyType key;          //關鍵字
    struct Node * left;   //左孩子指針
    struct Node * right;  //右孩子指針
    struct Node * parent; //指向父節點指針
}Node,*PNode;

//往二叉查找樹中插入結點
//插入的話，可能要改變根結點的地址，所以傳的是二級指針
void inseart(PNode * root,KeyType key)
{
    //初始化插入結點
    PNode p=(PNode)malloc(sizeof(Node));
    p->key=key;
    p->left=p->right=p->parent=NULL;
    //空樹時，直接作爲根結點
    if((*root)==NULL){
        *root=p;
        return;
    }
    //插入到當前結點（*root）的左孩子
    if((*root)->left == NULL && (*root)->key > key){
        p->parent=(*root);
        (*root)->left=p;
        return;
    }
    //插入到當前結點（*root）的右孩子
    if((*root)->right == NULL && (*root)->key < key){
        p->parent=(*root);
        (*root)->right=p;
        return;
    }
    if((*root)->key > key)
        inseart(&(*root)->left,key);
    else if((*root)->key < key)
        inseart(&(*root)->right,key);
    else
        return;
}

//查找元素,找到返回關鍵字的結點指針，沒找到返回NULL
PNode search(PNode root,KeyType key)
{
    if(root == NULL)
        return NULL;
    if(key > root->key) //查找右子樹
        return search(root->right,key);
    else if(key < root->key) //查找左子樹
        return search(root->left,key);
    else
        return root;
}

//查找最小關鍵字,空樹時返回NULL
PNode searchMin(PNode root)
{
    if(root == NULL)
        return NULL;
    if(root->left == NULL)
        return root;
    else  //一直往左孩子找，直到沒有左孩子的結點
        return searchMin(root->left);
}

//查找最大關鍵字,空樹時返回NULL
PNode searchMax(PNode root)
{
    if(root == NULL)
        return NULL;
    if(root->right == NULL)
        return root;
    else  //一直往右孩子找，直到沒有右孩子的結點
        return searchMax(root->right);
}

//查找某個結點的前驅
PNode searchPredecessor(PNode p)
{
    //空樹
    if(p==NULL)
        return p;
    //有左子樹、左子樹中最大的那個
    if(p->left)
        return searchMax(p->left);
    //無左子樹,查找某個結點的右子樹遍歷完了
    else{
        if(p->parent == NULL)
            return NULL;
        //向上尋找前驅
        while(p){
            if(p->parent->right == p)
                break;
            p=p->parent;
        }
        return p->parent;
    }
}

//查找某個結點的後繼
PNode searchSuccessor(PNode p)
{
    //空樹
    if(p==NULL)
        return p;
    //有右子樹、右子樹中最小的那個
    if(p->right)
        return searchMin(p->right);
    //無右子樹,查找某個結點的左子樹遍歷完了
    else{
        if(p->parent == NULL)
            return NULL;
        //向上尋找後繼
        while(p){
            if(p->parent->left == p)
                break;
            p=p->parent;
        }
        return p->parent;
    }
}

//根據關鍵字刪除某個結點,刪除成功返回1,否則返回0
//如果把根結點刪掉，那麼要改變根結點的地址，所以傳二級指針
int deleteNode(PNode* root,KeyType key)
{
    PNode q;
    //查找到要刪除的結點
    PNode p=search(*root,key);
    KeyType temp;    //暫存後繼結點的值
    //沒查到此關鍵字
    if(!p)
        return 0;
    //1.被刪結點是葉子結點，直接刪除
    if(p->left == NULL && p->right == NULL){
        //只有一個元素，刪完之後變成一顆空樹
        if(p->parent == NULL){
            free(p);
            (*root)=NULL;
        }else{
            //刪除的結點是父節點的左孩子
            if(p->parent->left == p)
                p->parent->left=NULL;
            else  //刪除的結點是父節點的右孩子
                p->parent->right=NULL;
            free(p);
        }
    }

    //2.被刪結點只有左子樹
    else if(p->left && !(p->right)){
        p->left->parent=p->parent;
        //如果刪除是父結點，要改變父節點指針
        if(p->parent == NULL)
            *root=p->left;
        //刪除的結點是父節點的左孩子
        else if(p->parent->left == p)
            p->parent->left=p->left;
        else //刪除的結點是父節點的右孩子
            p->parent->right=p->left;
        free(p);
    }
    //3.被刪結點只有右孩子
    else if(p->right && !(p->left)){
        p->right->parent=p->parent;
        //如果刪除是父結點，要改變父節點指針
        if(p->parent == NULL)
            *root=p->right;
        //刪除的結點是父節點的左孩子
        else if(p->parent->left == p)
            p->parent->left=p->right;
        else //刪除的結點是父節點的右孩子
            p->parent->right=p->right;
        free(p);
    }
    //4.被刪除的結點既有左孩子，又有右孩子
    //該結點的後繼結點肯定無左子樹(參考上面查找後繼結點函數)
    //刪掉後繼結點,後繼結點的值代替該結點
    else{
        //找到要刪除結點的後繼
        q=searchSuccessor(p);
        temp=q->key;
        //刪除後繼結點
        deleteNode(root,q->key);
        p->key=temp;
    }
    return 1;
}

//創建一棵二叉查找樹
void create(PNode* root,KeyType *keyArray,int length)
{
    int i;
    //逐個結點插入二叉樹中
    for(i=0;i<length;i++)
        inseart(root,keyArray[i]);
}

int main(void)
{
    int i;
    PNode root=NULL;
    KeyType nodeArray[11]={15,6,18,3,7,17,20,2,4,13,9};
    create(&root,nodeArray,11);
    for(i=0;i<2;i++)
        deleteNode(&root,nodeArray[i]);
    printf("%d\n",searchPredecessor(root)->key);
    printf("%d\n",searchSuccessor(root)->key);
    printf("%d\n",searchMin(root)->key);
    printf("%d\n",searchMax(root)->key);
    printf("%d\n",search(root,13)->key);
    return 0;
}