Потокове бінарне дерево | Вставка
Ми вже обговорювали Двійкове багатопотокове бінарне дерево .
Вставка в бінарне дерево схожа на вставку в бінарне дерево, але нам доведеться коригувати потоки після вставки кожного елемента.
C представлення бінарного потокового вузла:
struct Node { struct Node *left *right; int info; // false if left pointer points to predecessor // in Inorder Traversal boolean lthread; // false if right pointer points to successor // in Inorder Traversal boolean rthread; }; У наступному поясненні ми розглянули Двійкове дерево пошуку (BST) для вставки, оскільки вставка визначається деякими правилами в BST.
Нехай tmp буде щойно вставленим вузлом . Під час введення може бути три випадки:
Випадок 1: вставка в порожнє дерево
І лівий, і правий покажчики tmp будуть встановлені на NULL, і новий вузол стане кореневим.
root = tmp; tmp -> left = NULL; tmp -> right = NULL;
Випадок 2: коли новий вузол вставлено як лівий дочірній елемент
Після вставлення вузла в належне місце ми повинні зробити його лівий і правий потоки вказівними на попередника і наступника відповідно. Вузол, який був наступник за порядком . Отже, лівий і правий потоки нового вузла будуть-
tmp -> left = par ->left; tmp -> right = par;
До вставки лівий покажчик батьківського елемента був потоком, але після вставки це буде посилання, що вказує на новий вузол.
par -> lthread = false; par -> left = temp;
У наступному прикладі показано вузол, який вставляється як лівий дочірній елемент свого батька.
Після введення 13
Попередник 14 стає попередником 13, тому ліва нитка 13 вказує на 10.
Наступник 13 дорівнює 14, тому права нитка 13 вказує на ліву дочірню частину, яка дорівнює 13.
Лівий покажчик 14 не є потоком, тепер він вказує на ліву дочірню частину, яка дорівнює 13.
Випадок 3: Коли новий вузол вставляється як правильний дочірній елемент
Батьківський елемент tmp є його попередником у порядку. Вузол, який був наступником за порядком батьківського, тепер є наступником за порядком цього вузла tmp. Отже, лівий і правий потоки нового вузла будуть-
tmp -> left = par; tmp -> right = par -> right;
До вставки правий вказівник батьківського елемента був потоком, але після вставки це буде посилання, що вказує на новий вузол.
par -> rthread = false; par -> right = tmp;
У наступному прикладі показано вузол, який вставляється як правий дочірній елемент його батьківського вузла.
Через 15 вставлено
Наступник 14 стає наступником 15, тому права нитка з 15 вказує на 16
Попередником 15 є 14, тому ліва нитка 15 вказує на 14.
Правий покажчик 14 не є потоком, тепер він вказує на правий дочірній елемент, якому дорівнює 15.
Реалізація C++ для вставки нового вузла в дерево потокового бінарного пошуку:
Подобається стандартна вставка BST ми шукаємо значення ключа в дереві. Якщо ключ уже присутній, ми повертаємо, інакше новий ключ вставляється в точці, де завершується пошук. У BST пошук завершується або коли ми знаходимо ключ, або коли ми досягаємо NULL лівого чи правого покажчика. Тут усі ліві та праві покажчики NULL замінюються потоками, за винятком лівого вказівника першого вузла та правого вказівника останнього вузла. Отже, тут пошук буде невдалим, коли ми досягнемо NULL покажчика або потоку.
Реалізація:
C++ // Insertion in Threaded Binary Search Tree. #include using namespace std ; struct Node { struct Node * left * right ; int info ; // False if left pointer points to predecessor // in Inorder Traversal bool lthread ; // False if right pointer points to successor // in Inorder Traversal bool rthread ; }; // Insert a Node in Binary Threaded Tree struct Node * insert ( struct Node * root int ikey ) { // Searching for a Node with given value Node * ptr = root ; Node * par = NULL ; // Parent of key to be inserted while ( ptr != NULL ) { // If key already exists return if ( ikey == ( ptr -> info )) { printf ( 'Duplicate Key ! n ' ); return root ; } par = ptr ; // Update parent pointer // Moving on left subtree. if ( ikey < ptr -> info ) { if ( ptr -> lthread == false ) ptr = ptr -> left ; else break ; } // Moving on right subtree. else { if ( ptr -> rthread == false ) ptr = ptr -> right ; else break ; } } // Create a new node Node * tmp = new Node ; tmp -> info = ikey ; tmp -> lthread = true ; tmp -> rthread = true ; if ( par == NULL ) { root = tmp ; tmp -> left = NULL ; tmp -> right = NULL ; } else if ( ikey < ( par -> info )) { tmp -> left = par -> left ; tmp -> right = par ; par -> lthread = false ; par -> left = tmp ; } else { tmp -> left = par ; tmp -> right = par -> right ; par -> rthread = false ; par -> right = tmp ; } return root ; } // Returns inorder successor using rthread struct Node * inorderSuccessor ( struct Node * ptr ) { // If rthread is set we can quickly find if ( ptr -> rthread == true ) return ptr -> right ; // Else return leftmost child of right subtree ptr = ptr -> right ; while ( ptr -> lthread == false ) ptr = ptr -> left ; return ptr ; } // Printing the threaded tree void inorder ( struct Node * root ) { if ( root == NULL ) printf ( 'Tree is empty' ); // Reach leftmost node struct Node * ptr = root ; while ( ptr -> lthread == false ) ptr = ptr -> left ; // One by one print successors while ( ptr != NULL ) { printf ( '%d ' ptr -> info ); ptr = inorderSuccessor ( ptr ); } } // Driver Program int main () { struct Node * root = NULL ; root = insert ( root 20 ); root = insert ( root 10 ); root = insert ( root 30 ); root = insert ( root 5 ); root = insert ( root 16 ); root = insert ( root 14 ); root = insert ( root 17 ); root = insert ( root 13 ); inorder ( root ); return 0 ; }
Java // Java program Insertion in Threaded Binary Search Tree. import java.util.* ; public class solution { static class Node { Node left right ; int info ; // False if left pointer points to predecessor // in Inorder Traversal boolean lthread ; // False if right pointer points to successor // in Inorder Traversal boolean rthread ; }; // Insert a Node in Binary Threaded Tree static Node insert ( Node root int ikey ) { // Searching for a Node with given value Node ptr = root ; Node par = null ; // Parent of key to be inserted while ( ptr != null ) { // If key already exists return if ( ikey == ( ptr . info )) { System . out . printf ( 'Duplicate Key !n' ); return root ; } par = ptr ; // Update parent pointer // Moving on left subtree. if ( ikey < ptr . info ) { if ( ptr . lthread == false ) ptr = ptr . left ; else break ; } // Moving on right subtree. else { if ( ptr . rthread == false ) ptr = ptr . right ; else break ; } } // Create a new node Node tmp = new Node (); tmp . info = ikey ; tmp . lthread = true ; tmp . rthread = true ; if ( par == null ) { root = tmp ; tmp . left = null ; tmp . right = null ; } else if ( ikey < ( par . info )) { tmp . left = par . left ; tmp . right = par ; par . lthread = false ; par . left = tmp ; } else { tmp . left = par ; tmp . right = par . right ; par . rthread = false ; par . right = tmp ; } return root ; } // Returns inorder successor using rthread static Node inorderSuccessor ( Node ptr ) { // If rthread is set we can quickly find if ( ptr . rthread == true ) return ptr . right ; // Else return leftmost child of right subtree ptr = ptr . right ; while ( ptr . lthread == false ) ptr = ptr . left ; return ptr ; } // Printing the threaded tree static void inorder ( Node root ) { if ( root == null ) System . out . printf ( 'Tree is empty' ); // Reach leftmost node Node ptr = root ; while ( ptr . lthread == false ) ptr = ptr . left ; // One by one print successors while ( ptr != null ) { System . out . printf ( '%d ' ptr . info ); ptr = inorderSuccessor ( ptr ); } } // Driver Program public static void main ( String [] args ) { Node root = null ; root = insert ( root 20 ); root = insert ( root 10 ); root = insert ( root 30 ); root = insert ( root 5 ); root = insert ( root 16 ); root = insert ( root 14 ); root = insert ( root 17 ); root = insert ( root 13 ); inorder ( root ); } } //contributed by Arnab Kundu // This code is updated By Susobhan Akhuli
Python3 # Insertion in Threaded Binary Search Tree. class newNode : def __init__ ( self key ): # False if left pointer points to # predecessor in Inorder Traversal self . info = key self . left = None self . right = None self . lthread = True # False if right pointer points to # successor in Inorder Traversal self . rthread = True # Insert a Node in Binary Threaded Tree def insert ( root ikey ): # Searching for a Node with given value ptr = root par = None # Parent of key to be inserted while ptr != None : # If key already exists return if ikey == ( ptr . info ): print ( 'Duplicate Key !' ) return root par = ptr # Update parent pointer # Moving on left subtree. if ikey < ptr . info : if ptr . lthread == False : ptr = ptr . left else : break # Moving on right subtree. else : if ptr . rthread == False : ptr = ptr . right else : break # Create a new node tmp = newNode ( ikey ) if par == None : root = tmp tmp . left = None tmp . right = None elif ikey < ( par . info ): tmp . left = par . left tmp . right = par par . lthread = False par . left = tmp else : tmp . left = par tmp . right = par . right par . rthread = False par . right = tmp return root # Returns inorder successor using rthread def inorderSuccessor ( ptr ): # If rthread is set we can quickly find if ptr . rthread == True : return ptr . right # Else return leftmost child of # right subtree ptr = ptr . right while ptr . lthread == False : ptr = ptr . left return ptr # Printing the threaded tree def inorder ( root ): if root == None : print ( 'Tree is empty' ) # Reach leftmost node ptr = root while ptr . lthread == False : ptr = ptr . left # One by one print successors while ptr != None : print ( ptr . info end = ' ' ) ptr = inorderSuccessor ( ptr ) # Driver Code if __name__ == '__main__' : root = None root = insert ( root 20 ) root = insert ( root 10 ) root = insert ( root 30 ) root = insert ( root 5 ) root = insert ( root 16 ) root = insert ( root 14 ) root = insert ( root 17 ) root = insert ( root 13 ) inorder ( root ) # This code is contributed by PranchalK
C# using System ; // C# program Insertion in Threaded Binary Search Tree. public class solution { public class Node { public Node left right ; public int info ; // False if left pointer points to predecessor // in Inorder Traversal public bool lthread ; // False if right pointer points to successor // in Inorder Traversal public bool rthread ; } // Insert a Node in Binary Threaded Tree public static Node insert ( Node root int ikey ) { // Searching for a Node with given value Node ptr = root ; Node par = null ; // Parent of key to be inserted while ( ptr != null ) { // If key already exists return if ( ikey == ( ptr . info )) { Console . Write ( 'Duplicate Key !n' ); return root ; } par = ptr ; // Update parent pointer // Moving on left subtree. if ( ikey < ptr . info ) { if ( ptr . lthread == false ) { ptr = ptr . left ; } else { break ; } } // Moving on right subtree. else { if ( ptr . rthread == false ) { ptr = ptr . right ; } else { break ; } } } // Create a new node Node tmp = new Node (); tmp . info = ikey ; tmp . lthread = true ; tmp . rthread = true ; if ( par == null ) { root = tmp ; tmp . left = null ; tmp . right = null ; } else if ( ikey < ( par . info )) { tmp . left = par . left ; tmp . right = par ; par . lthread = false ; par . left = tmp ; } else { tmp . left = par ; tmp . right = par . right ; par . rthread = false ; par . right = tmp ; } return root ; } // Returns inorder successor using rthread public static Node inorderSuccessor ( Node ptr ) { // If rthread is set we can quickly find if ( ptr . rthread == true ) { return ptr . right ; } // Else return leftmost child of right subtree ptr = ptr . right ; while ( ptr . lthread == false ) { ptr = ptr . left ; } return ptr ; } // Printing the threaded tree public static void inorder ( Node root ) { if ( root == null ) { Console . Write ( 'Tree is empty' ); } // Reach leftmost node Node ptr = root ; while ( ptr . lthread == false ) { ptr = ptr . left ; } // One by one print successors while ( ptr != null ) { Console . Write ( '{0:D} ' ptr . info ); ptr = inorderSuccessor ( ptr ); } } // Driver Program public static void Main ( string [] args ) { Node root = null ; root = insert ( root 20 ); root = insert ( root 10 ); root = insert ( root 30 ); root = insert ( root 5 ); root = insert ( root 16 ); root = insert ( root 14 ); root = insert ( root 17 ); root = insert ( root 13 ); inorder ( root ); } } // This code is contributed by Shrikant13
JavaScript < script > // javascript program Insertion in Threaded Binary Search Tree. class Node { constructor (){ this . left = null this . right = null ; this . info = 0 ; // False if left pointer points to predecessor // in Inorder Traversal this . lthread = false ; // False if right pointer points to successor // in Inorder Traversal this . rthread = false ; } } // Insert a Node in Binary Threaded Tree function insert ( root ikey ) { // Searching for a Node with given value var ptr = root ; var par = null ; // Parent of key to be inserted while ( ptr != null ) { // If key already exists return if ( ikey == ( ptr . info )) { document . write ( 'Duplicate Key !n' ); return root ; } par = ptr ; // Update parent pointer // Moving on left subtree. if ( ikey < ptr . info ) { if ( ptr . lthread == false ) ptr = ptr . left ; else break ; } // Moving on right subtree. else { if ( ptr . rthread == false ) ptr = ptr . right ; else break ; } } // Create a new node var tmp = new Node (); tmp . info = ikey ; tmp . lthread = true ; tmp . rthread = true ; if ( par == null ) { root = tmp ; tmp . left = null ; tmp . right = null ; } else if ( ikey < ( par . info )) { tmp . left = par . left ; tmp . right = par ; par . lthread = false ; par . left = tmp ; } else { tmp . left = par ; tmp . right = par . right ; par . rthread = false ; par . right = tmp ; } return root ; } // Returns inorder successor using rthread function inorderSuccessor ( ptr ) { // If rthread is set we can quickly find if ( ptr . rthread == true ) return ptr . right ; // Else return leftmost child of right subtree ptr = ptr . right ; while ( ptr . lthread == false ) ptr = ptr . left ; return ptr ; } // Printing the threaded tree function inorder ( root ) { if ( root == null ) document . write ( 'Tree is empty' ); // Reach leftmost node var ptr = root ; while ( ptr . lthread == false ) ptr = ptr . left ; // One by one print successors while ( ptr != null ) { document . write ( ptr . info + ' ' ); ptr = inorderSuccessor ( ptr ); } } // Driver Program var root = null ; root = insert ( root 20 ); root = insert ( root 10 ); root = insert ( root 30 ); root = insert ( root 5 ); root = insert ( root 16 ); root = insert ( root 14 ); root = insert ( root 17 ); root = insert ( root 13 ); inorder ( root ); // This code contributed by aashish1995 < /script>
Вихід
5 10 13 14 16 17 20 30
Часова складність: O(log N)
Просторова складність: O(1) оскільки додатковий простір не використовується.
Створіть вікторину
