二叉搜索树通过递归实现插入、查找、删除和中序遍历操作,核心是保持左小右大的有序性。1. 插入时根据大小关系选择左右子树递归插入;2. 查找利用有序性快速定位目标值;3. 删除分三种情况处理,尤其需用中序后继替换双孩子节点;4. 中序遍历验证升序输出。完整示例展示构建、删除与遍历过程,重点在于正确维护树结构与边界处理。

二叉搜索树(Binary Search Tree,简称 BST)是一种重要的数据结构,它在动态查找表中有着广泛应用。C++ 实现一个二叉搜索树并不复杂,关键在于理解其性质并正确实现插入、查找、删除等操作。
二叉搜索树的定义
二叉搜索树是一棵二叉树,满足以下性质:
对于任意节点,其左子树中所有节点的值都小于该节点的值。其右子树中所有节点的值都大于该节点的值。左右子树也分别是二叉搜索树。
这个特性使得中序遍历二叉搜索树可以得到一个递增的有序序列。
节点结构设计
首先定义树的节点结构,包含数据、左孩子和右孩子指针:
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struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right;TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
基本操作实现
常见的操作包括插入、查找、删除和遍历。下面逐一实现。
1. 插入节点
从根开始比较,小于当前节点则进入左子树,大于则进入右子树,直到找到空位置插入。
TreeNode* insert(TreeNode* root, int val) { if (!root) { return new TreeNode(val); } if (val val) { root->left = insert(root->left, val); } else if (val > root->val) { root->right = insert(root->right, val); } // 相同值不插入(保持唯一性) return root;}
2. 查找节点
利用 BST 的有序性进行递归或迭代查找。
TreeNode* search(TreeNode* root, int target) { if (!root || root->val == target) { return root; } if (target val) { return search(root->left, target); } else { return search(root->right, target); }}
3. 删除节点
删除操作较复杂,分三种情况处理:
叶子节点:直接删除。只有一个孩子:用孩子替代该节点。有两个孩子:用右子树中的最小节点(中序后继)替换,再删除那个最小节点。
TreeNode* findMin(TreeNode* node) { while (node && node->left) { node = node->left; } return node;}TreeNode remove(TreeNode root, int val) {if (!root) return nullptr;
if (val val) { root->left = remove(root->left, val);} else if (val > root->val) { root->right = remove(root->right, val);} else { // 找到要删除的节点 if (!root->left) { TreeNode* temp = root->right; delete root; return temp; } else if (!root->right) { TreeNode* temp = root->left; delete root; return temp; } // 有两个孩子 TreeNode* successor = findMin(root->right); root->val = successor->val; root->right = remove(root->right, successor->val);}return root;
}
4. 中序遍历(验证BST)
中序遍历输出应为升序,可用于验证树的结构是否正确。
void inorder(TreeNode* root) { if (root) { inorder(root->left); std::cout <val <right); }}
完整使用示例
把上面的函数组合起来,可以这样使用:
#include int main() { TreeNode* root = nullptr; root = insert(root, 5); root = insert(root, 3); root = insert(root, 7); root = insert(root, 2); root = insert(root, 4);std::cout << "Inorder: ";inorder(root); // 输出: 2 3 4 5 7std::cout << std::endl;root = remove(root, 3);std::cout << "After removing 3: ";inorder(root); // 输出: 2 4 5 7std::cout << std::endl;return 0;
}
基本上就这些。实现一个基础的二叉搜索树时,重点是维护其有序性,特别是在删除操作中选择合适的替代节点。虽然这里用的是递归实现,也可以改写为迭代版本以节省栈空间。不复杂但容易忽略边界条件,比如重复值处理和空指针检查。
以上就是c++++怎么实现一个二叉搜索树_c++二叉搜索树BST的定义与实现的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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