7-查找

题目

实验目的

学会基本的查找算法，掌握二分查找、二分排序树等，学会将哈希表应用于快速查找、统计等。

typedef struct BiTNode {
	ElemType   data;
	struct BiTNode* lchild, * rchild;
} BiTNode, * BiTree;

实验内容：

实现二叉排序树（课上完成）

//在T上搜索key。查找成功则返回相应节点，否则返回NULL;
BiTNode* SearchBST(BiTree T, ElemType key)
//在T	上插入key。成功插入，则返回所插入节点；否则返回NULL。
BiTNode* InsertBst(BiTree T, ElemType key) 
//CreateBst(BiTree &T);//根据控制台输入或者数组、字符串等你希望的方式来创建BST
//在T上删除key。成功删除则返回所要删除的节点，否则返回NULL。注意：删除实际上只是将相应节点从树上分离出来。
BiTNode* DeleteBst(BiTree T, ElemType key)

提示：

可基于"BST-基础代码.txt"实现。
很多实现均可基于递归。
参考：
二叉搜索树(OJ)：http://jmunetds.openjudge.cn/ex5/901/
二叉搜索树的节点删除(OJ)：http://jmunetds.openjudge.cn/ex5/902/

PTA函数题[必做]
- 6-1："是否二叉搜索树"(利用BST的递归定义)
- 6-2："二叉搜索树中的最近公共祖先"(利用BST的递归定义、利用BST左小右大或左大右小的特性)
PTA编程题[必做]：
- 7-1：*QQ帐户的申请与登陆(哈希，map)。
  - 参考资料：C++使用: C++中map的基本操作和用法
- 7-2：航空公司VIP客户查询(哈希链)

提交要求：

对于要求课上完成的题目，请在实验课结束前提交代码至课堂派，并在课后完成实验报告；
对于不要求课上完成的题目，请在实验课结束后提交代码至课堂派；
PTA上的题目，还需要提交测试通过；
在实验报告中对每一道题都需要描述算法思路（可以用伪代码也可以用文字，还可以用ppt演示算法流程），实验报告为一个word、ppt或pdf文档，每个同学提交时将所有代码和实验报告统一放在文件夹中，文件夹命名为“学号后四位_姓名”，然后提交压缩文件，如有不同版本，请用“学号后四位_姓名_版本号”标识。

实验报告

二叉树节点搜索

BiTNode* SearchBST(BiTree T, ElemType key)
//在T上搜索key。查找成功则返回相应节点，否则返回NULL;

二叉树节点插入

BiTNode* InsertBst(BiTree T, ElemType key) 
//在T上插入key。成功插入，则返回所插入节点；否则返回NULL。

二叉树创建

CreateBst(BiTree &T);
//根据控制台输入或者数组、字符串等你希望的方式来创建BST

二叉树节点删除

BiTNode* DeleteBst(BiTree T, ElemType key)
//在T上删除key。成功删除则返回所要删除的节点，否则返回NULL。注意：删除实际上只是将相应节点从树上分离出来。

总成果展示

代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef int ElemType;

typedef struct BiTNode {
	ElemType   data;
	struct BiTNode* lchild, * rchild;
} BiTNode, * BiTree;

BiTNode* CreateNode(int v)
{
	BiTNode* node = new BiTNode;
	node->data = v;
	node->lchild = NULL;
	node->rchild = NULL;
	return node;
}

//在T上搜索key。查找成功则返回相应节点，否则返回NULL;
BiTNode* SearchBST(BiTree T, ElemType key)
{
	while (T)
	{
		if (T->data == key)
		{
			printf("Find %d !\n", key);
			return T;
		}
		else if (T->data > key)
			T = T->lchild;
		else
			T = T->rchild;
	}
	printf("Can not find %d !\n", key);
	return NULL;
}

//在T上插入key。成功插入，则返回所插入节点；否则返回NULL。
BiTNode* InsertBST(BiTree& T, ElemType key)
{
	BiTree root = T, p = T;

	BiTNode* insertnode = new BiTNode;
	insertnode->data = key;
	insertnode->lchild = insertnode->rchild = NULL;

	if (T == NULL)
	{
		T = insertnode;
		return T;
	}

	while (p)
	{
		if (p->data == key)
		{
			printf("%d has exist!\n", key);
			return NULL;
		}
		else if (p->data > key)
		{
			if (p->lchild)
				p = p->lchild;
			else
			{
				p->lchild = insertnode;
				printf("Insert %d\n", key);
				T = root;
				return insertnode;
			}
		}
		else
		{
			if (p->rchild)
				p = p->rchild;
			else
			{
				p->rchild = insertnode;
				printf("Insert %d\n", key);
				T = root;
				return insertnode;
			}
		}
	}
}

//使用控制台输入的方式来创建BST
BiTree CreateBST()
{
	printf("Please input number: ");
	BiTree root = NULL;
	while (1)
	{
		int key;
		cin >> key;
		if (key == -1) 
		{
			printf("Creat successful ! \n");
			return root;
		}
		InsertBST(root, key);
	}
}

//找到最小的值
int FindMin(BiTree T)
{
	while (T->rchild)
	{
		T = T->rchild;
	}
	return T->data;
}

//在T上删除key。成功删除则返回所要删除的节点，否则返回NULL。注意：删除实际上只是将相应节点从树上分离出来留待后用，并不一定要delete。
BiTNode* DeleteBST(BiTree& T, ElemType key)
{
	//可尝试使用递归方式进行删除
	if (T)
	{
		if (key < T->data)
			T->lchild = DeleteBST(T->lchild, key);
		else if (key > T->data)
			T->rchild = DeleteBST(T->rchild, key);
		else
		{
			if (T->lchild && T->rchild)
			{
				int minn = FindMin(T->rchild);
				T->data = minn;
				T->rchild = DeleteBST(T->rchild, key);
			}
			else
			{
				if (T->lchild==NULL)
					T = T->rchild;
				else if (T->rchild == NULL)
					T = T->lchild;
			}
		}
	}
	return T;
}

void InOrder(BiTree t)
{
	if (t) {
		InOrder(t->lchild);
		cout << t->data << " ";
		InOrder(t->rchild);
	}
}

void GetHigh(BiTree t)
{
	queue<BiTree>q, qq;
	if(t)
		q.push(t);
	int high = 0;
	while (q.size())
	{
		high++;
		while (q.size())
		{
			if (q.front()->lchild)
				qq.push(q.front()->lchild);
			if (q.front()->rchild)
				qq.push(q.front()->rchild);
			q.pop();
		}
		swap(q, qq);
	}
	printf("The high of tree is: %d\n\n", high);
}


int main() {
	long beginTime = clock();//获得开始时间，单位为毫秒

	//建树测试数据：50 30 80 20 40 90 10 25 35 85 23 88 -1。注意：-1代表输入结束，不插入-1。
	BiTree root = CreateBST();
	printf("\n");

	//中序该BST应返回排序好后的数 10 20 23 25 30 35 40 50 80 85 88 90 
	printf("InOrder: ");
	InOrder(root);
	printf("\n\n");

	//求树的高度：5
	GetHigh(root);

	//查找测试数据：25 50 90 99 说明：99为查找不成功。
	printf("Search: -------------------------------------------------------------------------------------------------------- \n");
	SearchBST(root, 25); 
	SearchBST(root, 50);
	SearchBST(root, 90);
	SearchBST(root, 99);
	printf("\n\n");


	//插入测试数据：5 100 50 说明：50已有，不用插入
	printf("Insert: -------------------------------------------------------------------------------------------------------- \n");
	InsertBST(root, 5);
	InsertBST(root, 100);
	InsertBST(root, 50);
	printf("\n\n");

	//删除测试数据：5 23 25 80 50 说明：5与23为左右孩子均为空；25，只有左孩子；80只有右孩子；50 左右孩子都有。
	DeleteBST(root, 5);
	DeleteBST(root, 23);
	DeleteBST(root, 25);
	DeleteBST(root, 80);
	DeleteBST(root, 50);

	//删除后再次中序并求一下树高度进行验证
	GetHigh(root);

	//测试时间
	long endTime = clock();
	cout << "beginTime:" << beginTime << endl
		<< "endTime:" << endTime << endl
		<< "endTime - beginTime:" << endTime - beginTime << "ms" << endl;
	return 0;
}

参考资料

BST-基础代码

#include<iostream>

using namespace std;
typedef int ElemType;

typedef struct BiTNode {
	ElemType   data;
	struct BiTNode* lchild, * rchild;
} BiTNode, * BiTree;

BiTNode* CreateNode(int v)
{
	BiTNode* node = new BiTNode;
	node->data = v;
	node->lchild = NULL;
	node->rchild = NULL;
	return node;
}

//在T上搜索key。查找成功则返回相应节点，否则返回NULL;
BiTNode* SearchBST(BiTree T, ElemType key)
{

}

//在T上插入key。成功插入，则返回所插入节点；否则返回NULL。
BiTNode* InsertBST(BiTree &T, ElemType key) 
{
}

//使用控制台输入的方式来创建BST
BiTree CreateBST()
{

}

//在T上删除key。成功删除则返回所要删除的节点，否则返回NULL。注意：删除实际上只是将相应节点从树上分离出来留待后用，并不一定要delete。
BiTNode* DeleteBST(BiTree &T, ElemType key) 
{
		//可尝试使用递归方式进行删除
}


void InOrder(BiTree t)
{
	if (t) {
		InOrder(t->lchild);
		cout << t->data <<" ";
		InOrder(t->rchild);
	}
}


int main() {
	
	//建树测试数据：50 30 80 20 40 90 10 25 35 85 23 88 -1。注意：-1代表输入结束，不插入-1。
	//中序该BST应返回排序好后的数 10 20 23 25 30 35 40 50 80 85 88 90 
	//求树的高度：5

	//查找测试数据：25 50 90 99 说明：99为查找不成功。

	//插入测试数据：5 100 50 说明：50已有，不用插入

	//删除测试数据：5 23 25 80 50 说明：5与23为左右孩子均为空；25，只有左孩子；80只有右孩子；50 左右孩子都有。

	//删除后再次中序并求一下树高度进行验证
	
	return 0;
}

c++测试运行时间

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;

//原文地址：http://blog.csdn.net/lincyang/article/details/6028057
int main()
{
       long beginTime =clock();//获得开始时间，单位为毫秒
       for(int i=0;i<10000;i++){cout<<i<<endl;}//输出10000行数字
       long endTime=clock();//获得结束时间
      cout<<"beginTime:"<<beginTime<<endl
             <<"endTime:"<<endTime<<endl
             <<"endTime-beginTime:"<<endTime-beginTime<<"ms"<<endl;
       return 0;
} 
```'

### STL_Map_Demo

```cpp
#include <map>
#include <string>
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    map<string, int> myMap;
    myMap["a"] = 10;  //存入键值对(key-value):a->10
    myMap["b"] = 20;
    map<string, int>::iterator iter = myMap.find("a");  //iterator是map的迭代器，可通过其查找元素
    if (iter != myMap.end())
    {
        cout<<"Found!key = "<<iter->first<<", value= "<<iter->second<<endl;;
    }
    else
    {
        cout<<"Not Found！"<<endl;
    }
    /*也可直接使用myMap["a"]形式获取map里面的value。但有缺点，还是建议使用*/
    //cout<<myMap["a"]<<endl;
    //cout<<myMap["x"]<<endl;


    cout<<"Travsing myMap"<<endl;
    //使用迭代器遍历map
    for(iter = myMap.begin(); iter!= myMap.end(); iter++)
    {
        cout<<"key = "<<iter->first<<", value= "<<iter->second<<endl;
    }

    return 0;
}

posted @ 2023-08-20 11:46 jijfurhg 阅读(37) 评论(0) 收藏举报

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二叉树节点插入

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