Примеры реализации операций

II. Поиск узла с заданным значением ключевого поля

При осуществлении этой операции необходимо совершить обход дерева. Необходимо учитывать различные формы записи дерева: префиксную, инфиксную и постфиксную.

Возникает вопрос: каким образом представить узлы дерева, чтобы было наиболее удобно работать с ними? Можно представлять дерево с помощью массива, где каждый узел описывается величиной комбинированного типа, у которой информационное поле символьного типа и два поля ссылочного типа. Но это не совсем удобно, так как деревья имеют большое количество узлов, заранее не определенное. Поэтому лучше всего при описании дерева использовать динамические переменные. Тогда каждый узел представляется величиной одного типа, которая содержит описание заданного количества информационных полей, а количество соответствующих полей должно быть равно степени дерева. Логично отсутствие потомков определять ссьшкой nil. Тогда на языке Pascal описание бинарного дерева может выглядеть следующим образом:

TYPE TreeLink = ^Tree;

Tree = record;

Inf: <тип данных>;

Left, Right: TreeLink;

End.

1. Построить дерево из n узлов минимальной высоты, или идеально сбалансированное дерево (количество узлов левого и правого поддеревьев такого дерева должны отличаться не более чем на единицу).

Рекурсивный алгоритм построения:

1) первый узел берется в качестве корня дерева.

2) тем же способом строится левое поддерево из nl узлов.

3) тем же способом строится правое поддерево из nr узлов;

nr = n – nl – 1. В качестве информационного поля будем брать номера узлов, вводимые с клавиатуры. Рекурсивная функция, реализующая данное построение, будет выглядеть следующим образом:

Function Tree(n: Byte): TreeLink;

Var t: TreeLink; nl,nr,x: Byte;

Begin

If n = 0 then Tree:= nil

Else

Begin

nl:= n div 2;

nr = n – nl – 1;

writeln('Введите номер вершины ');

readln(x);

new(t);

t^.inf:= x;

t^.left:= Tree(nl);

t^.right:= Tree(nr);

Tree:= t;

End;

{Tree}

End.

2. В бинарном упорядоченном дереве найти узел с заданным значением ключевого поля. Если такого элемента в дереве нет, то добавить его в дерево.

Procedure Search(x: Byte; var t: TreeLink);

Begin

If t = nil then

Begin

New(t);

t^inf:= x;

t^.left:= nil;

t^.right:= nil;

End

Else if x < t^.inf then

Search(x, t^.left)

Else if x > t^.inf then

Search(x, t^.right)

Else

Begin

{обработка найденного элемента}

…

End;

End.

3. Написать процедуры обхода дерева в прямом, симметричном и обратном порядке соответственно.

3.1. Procedure Preorder(t: TreeLink);

Begin

If t <> nil then

Begin

Writeln(t^.inf);

Preorder(t^.left);

Preorder(t^.right);

End;

End;

3.2. Procedure Inorder(t: TreeLink);

Begin

If t <> nil then

Begin

Inorder(t^.left);

Writeln(t^.inf);

Inorder(t^.right);

End;

End.

3.3. Procedure Postorder(t: TreeLink);

Begin

If t <> nil then

Begin

Postorder(t^.left);

Postorder(t^.right);

Writeln(t^.inf);

End;

End.

4. В бинарном упорядоченном дереве удалить узел с заданным значением ключевого поля.

Опишем рекурсивную процедуру, которая будет учитывать наличие требуемого элемента в дереве и количество потомков этого узла. Если удаляемый узел имеет двух потомков, то он будет заменен самым большим значением ключа в его левом поддереве, и только после этого он будет окончательно удален.

Procedure Delete1(x: Byte; var t: TreeLink);

Var p: TreeLink;

Procedure Delete2(var q: TreeLink);

Begin

If q^.right <> nil then Delete2(q^.right)

Else

Begin

p^.inf:= q^.inf;

p:= q;

q:= q^.left;

End;

End;

Begin

If t = nil then

Writeln('искомого элемента нет')

Else if x < t^.inf then

Delete1(x, t^.left)

Else if x > t^.inf then

Delete1(x, t^.right)

Else

Begin

P:= t;

If p^.left = nil then

t:= p^.right

Else

If p^.right = nil then

t:= p^.left

Else

Delete2(p^.left);

End;

End.

Дата добавления: 2017-01-14