Căutarea în arborele binar de căutare (BST)

Căutarea în arborele binar de căutare (BST)

Având în vedere a BST , sarcina este de a căuta un nod în acesta BST .

Pentru a căuta o valoare în BST, considerați-o ca o matrice sortată. Acum putem efectua cu ușurință operația de căutare în BST folosind Algoritmul de căutare binar .

Algoritm pentru căutarea unei chei într-un arbore de căutare binar dat:

Să presupunem că vrem să căutăm numărul X, Începem de la rădăcină. Apoi:

  • Comparăm valoarea de căutat cu valoarea rădăcinii.
    • Dacă este egal, am terminat cu căutarea dacă este mai mic, știm că trebuie să mergem la subarborele din stânga deoarece într-un arbore de căutare binar toate elementele din subarborele din stânga sunt mai mici și toate elementele din subarborele din dreapta sunt mai mari.
  • Repetați pasul de mai sus până când nu mai este posibilă traversarea
  • Dacă la orice iterație, cheia este găsită, returnați True. Altfel Fals.

Ilustrație a căutării într-un BST:

Vezi ilustrația de mai jos pentru o mai bună înțelegere:

bst1

bst2

bst3

bst4

Practică recomandată Căutați un nod în BSTTy It!

Program pentru implementarea căutării în BST:

C++




// C++ function to search a given key in a given BST> #include> using> namespace> std;> struct> node {> > int> key;> > struct> node *left, *right;> };> // A utility function to create a new BST node> struct> node* newNode(> int> item)> {> > struct> node* temp> > => new> struct> node;> > temp->cheie = element;> > temp->stânga = temp->dreapta = NULL;> > return> temp;> }> // A utility function to insert> // a new node with given key in BST> struct> node* insert(> struct> node* node,> int> key)> {> > // If the tree is empty, return a new node> > if> (node == NULL)> > return> newNode(key);> > // Otherwise, recur down the tree> > if> (key key)> > node->stânga = insert(nod->stânga, cheie);> > else> if> (key>nod->cheie)> > node->dreapta = insert(nod->dreapta, cheie);> > // Return the (unchanged) node pointer> > return> node;> }> // Utility function to search a key in a BST> struct> node* search(> struct> node* root,> int> key)> > > // Base Cases: root is null or key is present at root> > if> (root == NULL> // Driver Code> int> main()> {> > struct> node* root = NULL;> > root = insert(root, 50);> > insert(root, 30);> > insert(root, 20);> > insert(root, 40);> > insert(root, 70);> > insert(root, 60);> > insert(root, 80);> > // Key to be found> > int> key = 6;> > // Searching in a BST> > if> (search(root, key) == NULL)> > cout < < key < <> ' not found'> < < endl;> > else> > cout < < key < <> ' found'> < < endl;> > key = 60;> > // Searching in a BST> > if> (search(root, key) == NULL)> > cout < < key < <> ' not found'> < < endl;> > else> > cout < < key < <> ' found'> < < endl;> > return> 0;> }>

C




// C function to search a given key in a given BST> #include> #include> struct> node {> > int> key;> > struct> node *left, *right;> };> // A utility function to create a new BST node> struct> node* newNode(> int> item)> {> > struct> node* temp> > = (> struct> node*)> malloc> (> sizeof> (> struct> node));> > temp->cheie = element;> > temp->stânga = temp->dreapta = NULL;> > return> temp;> }> // A utility function to insert> // a new node with given key in BST> struct> node* insert(> struct> node* node,> int> key)> {> > // If the tree is empty, return a new node> > if> (node == NULL)> > return> newNode(key);> > // Otherwise, recur down the tree> > if> (key key)> > node->stânga = insert(nod->stânga, cheie);> > else> if> (key>nod->cheie)> > node->dreapta = insert(nod->dreapta, cheie);> > // Return the (unchanged) node pointer> > return> node;> }> // Utility function to search a key in a BST> struct> node* search(> struct> node* root,> int> key)> > // Driver Code> int> main()> {> > struct> node* root = NULL;> > root = insert(root, 50);> > insert(root, 30);> > insert(root, 20);> > insert(root, 40);> > insert(root, 70);> > insert(root, 60);> > insert(root, 80);> > // Key to be found> > int> key = 6;> > // Searching in a BST> > if> (search(root, key) == NULL)> > printf> (> '%d not found '> , key);> > else> > printf> (> '%d found '> , key);> > key = 60;> > // Searching in a BST> > if> (search(root, key) == NULL)> > printf> (> '%d not found '> , key);> > else> > printf> (> '%d found '> , key);> > return> 0;> }>

Java




// Java program to search a given key in a given BST> class> Node {> > int> key;> > Node left, right;> > public> Node(> int> item) {> > key = item;> > left = right => null> ;> > }> }> class> BinarySearchTree {> > Node root;> > // Constructor> > BinarySearchTree() {> > root => null> ;> > }> > // A utility function to insert> > // a new node with given key in BST> > Node insert(Node node,> int> key) {> > // If the tree is empty, return a new node> > if> (node ==> null> ) {> > node => new> Node(key);> > return> node;> > }> > // Otherwise, recur down the tree> > if> (key node.left = insert(node.left, key); else if (key>node.key) node.right = insert(nod.right, key); // Returnează nodul de returnare a indicatorului de nod (neschimbat); } // Funcție utilitar pentru a căuta o cheie într-o căutare de nod BST (Rădăcină nod, cheie int) // Cod driver public static void main(String[] args) { Arborele BinarySearchTree = new BinarySearchTree(); // Inserarea nodurilor tree.root = tree.insert(tree.root, 50); tree.insert(tree.root, 30); tree.insert(tree.root, 20); tree.insert(tree.root, 40); tree.insert(tree.root, 70); tree.insert(tree.root, 60); tree.insert(tree.root, 80); // Cheie de găsit int key = 6; // Căutare într-un BST dacă (tree.search(tree.root, key) == null) System.out.println(key + ' not found'); else System.out.println(cheie + ' găsit'); cheie = 60; // Căutare într-un BST dacă (tree.search(tree.root, key) == null) System.out.println(key + ' not found'); else System.out.println(cheie + ' găsit'); } }>>>

>   




# Python3 function to search a given key in a given BST> class> Node:> > # Constructor to create a new node> > def> __init__(> self> , key):> > self> .key> => key> > self> .left> => None> > self> .right> => None> # A utility function to insert> # a new node with the given key in BST> def> insert(node, key):> > # If the tree is empty, return a new node> > if> node> is> None> :> > return> Node(key)> > # Otherwise, recur down the tree> > if> key node.left = insert(node.left, key) elif key>node.key: node.right = insert(node.right, key) # Returnează (neschimbat) indicatorul de nod return node # Funcție utilitar pentru a căuta o cheie într-o căutare BST def (rădăcină, cheie): # Cazuri de bază: root este nul sau cheia este prezentă la rădăcină dacă rădăcină este Niciunul sau root.key == cheie: return root # Cheia este mai mare decât cheia rădăcină dacă root.key return search(root.right, key) # Cheia este mai mică decât rădăcină Cheia 's return search(root.left, key) # Driver Code if __name__ == '__main__': root = None root = insert(root, 50) insert(root, 30) insert(root, 20) insert (rădăcină, 40) inserare (rădăcină, 70) inserare (rădăcină, 60) inserare (rădăcină, 80) # Cheie de găsit cheie = 6 # Căutare într-un BST dacă căutare (rădăcină, cheie) nu este None: print(cheie, 'not found') else: print(cheie, 'found') key = 60 # Căutare într-un BST dacă căutarea (rădăcină, cheie) nu este None: print(key, 'not found') else: print(cheie, 'găsit')>

C#




// C# function to search a given key in a given BST> using> System;> public> class> Node {> > public> int> key;> > public> Node left, right;> }> public> class> BinaryTree {> > // A utility function to create a new BST node> > public> Node NewNode(> int> item)> > {> > Node temp => new> Node();> > temp.key = item;> > temp.left = temp.right => null> ;> > return> temp;> > }> > // A utility function to insert> > // a new node with given key in BST> > public> Node Insert(Node node,> int> key)> > {> > // If the tree is empty, return a new node> > if> (node ==> null> )> > return> NewNode(key);> > // Otherwise, recur down the tree> > if> (key node.left = Insert(node.left, key); else if (key>node.key) node.right = Insert(node.right, key); // Returnează nodul de returnare a indicatorului de nod (neschimbat); } // Funcție de utilitate pentru a căuta o cheie într-un nod public BST Căutare (rădăcină nod, cheie int) // Cazuri de bază: rădăcină este nulă sau cheia este prezentă la rădăcină dacă (rădăcină == null // Cod driver public static void Principal () { Node rădăcină = null; BinaryTree bt = new BinaryTree(); , 40); bt.Insert(root, 70); bt.Insert(root, 80); bt.Search(root, key) == null) Console.WriteLine(key + 'not found'); else Console.WriteLine(key + ' found'); if (bt.Search(root, key) == null) Console.WriteLine(key + ' not found'); else Console.WriteLine(key + ' found');

>   




// Javascript function to search a given key in a given BST> class Node {> > constructor(key) {> > this> .key = key;> > this> .left => null> ;> > this> .right => null> ;> > }> }> // A utility function to insert> // a new node with given key in BST> function> insert(node, key) {> > // If the tree is empty, return a new node> > if> (node ===> null> ) {> > return> new> Node(key);> > }> > // Otherwise, recur down the tree> > if> (key node.left = insert(node.left, key); } else if (key>node.key) { node.right = insert(node.right, key); } // Returnează nodul de returnare a indicatorului de nod (neschimbat); } // Funcție utilitar pentru a căuta o cheie într-o funcție BST search(root, key) { // Cazuri de bază: rădăcină este nulă sau cheia este prezentă la rădăcină dacă (rădăcină === null || root.key === cheie ) { returnează rădăcină; } // Cheia este mai mare decât cheia rădăcină dacă (root.key return search(root.right, key); } // Cheia este mai mică decât cheia rădăcină return search(root.left, key); } // Driver Code let root = insert (rădăcină, 50); 60); insert (rădăcină, 80); găsit'); } else { console.log(key + ' found' } key = 60 // Căutare în BST if (search(root, key) === null(); key + ' not found' } else { console.log(key + ' found' }>'>).

>   

Complexitatea timpului: O(h), unde h este înălțimea BST.
Spațiu auxiliar: O(h), unde h este înălțimea BST. Acest lucru se datorează faptului că cantitatea maximă de spațiu necesară pentru stocarea stivei recursive ar fi h .

Linkuri conexe: