动态查找:集合是动态变化的 ,除查找,还可能发生插入和删除

二叉搜索树为例:

//结构如下:
typedef struct binary_tree* tree;
struct binary_tree{
    elementtype data;
    tree left;
    tree right;
};

二叉搜索树定义:一棵二叉树,可以为空;如果不为空,满足以下性质:

  1. 非空左子树的所有键值小于其根结点的键值。
  2. 非空右子树的所有键值大于其根结点的键值。
  3. 左、右子树都是二叉搜索树。
  • 查找:(返回x节点,失败返回NULL)
------------------查找元素X的位置----------------
//尾递归:
tree find(elementtype x,tree bt) 
{ 
if( !bt ) return NULL; /*查找失败*/ 
if( x > bt->data )  
    return find(x,bt->right); /*在右子树中继续查找*/ 
else if( x < bt->data )  
    return find(x,bt->left); /*在左子树中继续查找*/ 
else 
    return bt; /*查找成功,返回结点的地址*/ 
} 

//由于非递归函数的执行效率高,下面将尾递归改为迭代:
tree find(elementtype x,tree bt){
    while(bt){
        if (x>bt->data) bt=bt->right;	/*向右子树中移动,继续查找*/
        else if (x<bt->data) bt=bt->left;	/*向左子树中移动,继续查找*/
        else return bt;	/*查找成功,返回找到结点的地址*/
    }
    return NULL;	/*查找失败*/
}

------------------查找最小元素的位置----------------
tree find_min(tree bt){
    if (bt)
        while (bt->left) bt=bt->left;
    return bt;
}

------------------查找最大元素的位置----------------
tree find_max(tree bt){
    if (bt)
        while (bt->right) bt=bt->right;	//沿右分支继续查找,直到最右叶结点
    return bt;
}
  • 插入:(返回结果树根节点)
tree insert(elementtype x,tree bt){
    if (!bt){	/*若原树为空,生成并返回一个结点的二叉搜索树*/
        bt=(tree)malloc(sizeof(struct binary_tree));
        bt->data=x;
        bt->left=bt->right=NULL;
        return bt;
    }
    else{	/*开始找要插入元素的位置*/
        tree top=bt;
        int flag=0;	//判断在left插入还是right插入
        tree temp=NULL;	//记录父节点
        while (bt){
            temp=bt;
            if (x>bt->data){	//右子树寻找插入位置
                bt=bt->right;
                flag=1;
            }
            else if (x<bt->data){	//左子树寻找插入位置
                bt=bt->left;
                flag=0;
            }
            else return true;	//x已存在,直接返回插入成功
        }
        if (flag){	//flag==1,在temp的right下新建节点
            temp->right=(tree)malloc(sizeof(struct binary_tree));
            temp->right->data=x;
            temp->rigth->left=temp->right->right=NULL;
        }
        else{	//flag==0,在temp的left下新建节点
            temp->left=(tree)malloc(sizeof(struct binary_tree));
            temp->left->data=x;
            temp->left->left=temp->left->right=NULL;
        }
        return top;
    }
}
  • 删除:(返回结果树根节点)
//递归:
tree delete(elementtype x,tree bt){
    if (!bt) reeturn NULL;	//空树
    else if (x<bt->data) bt->left=delete(x,bt->left);//左子树递归删除
    else if (x>bt->data) bt->right=delete(x,bt->right);//右子树递归删除 
    else{	//找到要删除的结点
        tree temp=NULL;
        if (bt->left && bt->right){	//待删除节点有左,右子树
            //在右子树中找最小的元素填充删除结点
            temp=find_min(bt->right);
            bt->data=temp->data;
            bt->right=delete(bt->data,bt->right);
        }
        else{	//待删除节点仅有左子树,或仅有右子树,或无子节点
            temp=bt;
            if (bt->left)	//有左节点
                bt=bt->left;
            else	//有右节点,或无子节点
                bt=bt->right;
            free(temp);
        }
    }
    return bt;
}
//非递归:(稍微复杂一些)
tree delete(elementtype x,tree bt){
    if (!bt) reeturn NULL;	//空树
    
    tree top=bt;	//记录根节点
    tree parent=bt;	//记录父节点
    while(bt){	//寻找x位置
        if (x>bt->data){
            parent=bt;
            bt=bt->right;
        }
        else if (x<bt->data){
            parent=bt;
            bt=bt->left;
        }
        else break;	//找到,退出循环
    }
    if (!bt) return top;	//未找到
    
    if (bt->left && bt->right){	//待删除节点有左,右子树
        tree temp=bt->right;	//在右子树中找最小的元素填充删除结点
        while(temp->left){
            parent=temp;
            temp=temp->left;
        }
        bt->data=temp->data;
        if (temp==parent->right)//说明待删除节点的右子树为斜右二叉树(包括一个节点情况)
            parent->right=temp->right;
        else
            parent->left=temp->right;//待删除节点的右子节点有左子树
        free(temp);
        return top;
    }
    else{	//待删除节点仅有左子树,或仅有右子树,或无子节点
        tree temp=bt;
        if (parent==bt){	//删除根节点(包括最后一个节点情况)
            if (bt->left) bt=bt->left;
            else bt=bt->right;
            free(temp);
            return bt;
        }
        else{	//根节点不变
            if (bt==parent->left){
                if (bt->left) parent->left=bt->left;
        		else parent-left=bt->right;
            }
            else{
                if (bt->left) parent->right=bt->left;
        		else parent->right=bt->right;
            }
        	free(temp);
            return top;
        }
    }
}