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社区首页 >专栏 >【数据结构】数据结构核心考点:AVL树删除操作详解(附平衡旋转实例)

【数据结构】数据结构核心考点:AVL树删除操作详解(附平衡旋转实例)

作者头像
蒙奇D索隆
发布2025-11-20 08:31:41
发布2025-11-20 08:31:41
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(AVL树的删除)

导读

大家好,很高兴又和大家见面啦!!

在上一篇内容中我们介绍了AVL树插入操作中的平衡旋转技巧(LL、LR、RR、RL旋转)后,我们了解到旋转是维护AVL树平衡的核心机制。

然而,删除操作可能引发更复杂的不平衡问题,且这种不平衡可能沿父节点路径向上传导,需多次调整。

那么,如何系统处理AVL树的删除,确保树始终保持平衡?现在,让我们直接进入正文,逐步解析删除操作的具体实现。

一、AVL树的删除步骤

AVL树的删除操作与 BST 的删除操作相似但又有所不同:

  • 相同点:对删除结点的处理相同
  • 不同点:会对失去平衡的 BST 进行平衡旋转恢复其平衡状态

下面我们就来熟悉一下 AVL树 的删除操作的具体步骤。AVL树 的删除操作可以总结为5步:

  • 使用 BST 的方法对 AVL树 进行结点的删除操作
  • 完成删除后,开始向上查找,找到第一个最小不平衡子树
    • 若删除操作对 AVL树 的平衡性没有影响,则完成删除操作
    • 若删除操作对 AVL树 的平衡性有影响,则进入第三步
  • 找到 最小不平衡子树 的最高的 孩子孙子
  • 按照 孙子 的位置,对 最小不平衡子树 进行平衡旋转: 孙子 为 最小不平衡子树 的 左孩子 L 的 左子树 L,即满足 LL 平衡旋转,则需要对 最小不平衡子树 进行一次 右单旋转(LL 平衡旋转),使其恢复平衡 孙子 为 最小不平衡子树 的 左孩子 L 的 右子树 R,即满足 LR 平衡旋转,则需要对 最小不平衡子树 的 左孩子 先进行一次 左单旋转 再对该 最小不平衡子树 进行一次 右单旋转(LR 平衡旋转),使其恢复平衡 孙子 为 最小不平衡子树 的 右孩子 R 的 右子树 R,即满足 RR 平衡旋转,则需要对 最小不平衡子树 进行一次 左单旋转(RR 平衡旋转),使其恢复平衡 孙子 为 最小不平衡子树 的 右孩子 R 的 左子树 L,即满足 RL 平衡旋转,则需要对 最小不平衡子树 的 右孩子 先进行一次 右单旋转 再对该 最小不平衡子树 进行一次 左单旋转(RL 平衡旋转),使其恢复平衡
  • 完成平衡旋转后,继续向上查找 最小不平衡子树
    • AVL树 的不平衡性没有向上传导,则完成删除
    • AVL树 的不平衡性向上传导,则回到第三步,直到整棵树恢复平衡

注: 若各位朋友对 BST 的删除操作不太熟悉,可以回顾:【数据结构】考研数据结构核心考点:二叉排序树(BST)全方位详解与代码实现 若各位朋友对 AVL树 的平衡旋转不太熟悉,可以回顾:【数据结构】考研数据结构核心考点:AVL树插入操作深度解析——从理论到实践的旋转平衡实现

二、AVL树的删除用例

为了更好的理解整个删除的过程,下面我们以具体的例子来进行删除演示:

2.1 用例1:删除结点不影响平衡

在下面这棵 AVL树 中,我们需要对结点 7 进行删除:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[2<br>平衡因子: 0]--->b[1<br>平衡因子: 0]
a--->c[3<br>平衡因子: 0]
d[6<br>平衡因子: 0]--->e[5<br>平衡因子: 0]
d--->f[7<br>平衡因子: 0]
g[4<br>平衡因子: 0]--->a
g--->d

classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class f Red

根据 BST 的删除规则,我们可以直接对其进行删除:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[2<br>平衡因子: 0]--->b[1<br>平衡因子: 0]
a--->c[3<br>平衡因子: 0]
d[6<br>平衡因子: 1]--->e[5<br>平衡因子: 0]
d--->f[NULL]
g[4<br>平衡因子: 0]--->a
g--->d

classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class f Red

可以看到,该结点的删除不影响整个树的平衡,因此完成删除;

2.2 用例2:最小不平衡子树中,孙子位于 LL

在下面这棵 AVL树 中,我们需要删除结点 78

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: 1]--->b[32<br>平衡因子: 1]
a--->c[78<br>平衡因子: 1]
b--->d1[18<br>平衡因子: 0]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0]
d1--->e1[6<br>平衡因子: 0]
d1--->e2[24<br>平衡因子: 0]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0]
c--->c2[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red

根据 BST 的删除规则,由于该删除结点只有一个孩子,因此完成删除后直接用其孩子替代该结点:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: 2]--->b[32<br>平衡因子: 1]
a--->c[65<br>平衡因子: 0]
b--->d1[18<br>平衡因子: 0]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0]
d1--->e1[6<br>平衡因子: 0]
d1--->e2[24<br>平衡因子: 0]

classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red

当删除完该结点后,通过向上查找,我们找到了 最小不平衡子树 ,其根结点的值存储的值为 44 ,因此我们需要找到该结点最高的孩子与孙子:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: 2<br>h = 4]--->b[32<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
a--->c[65<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
b--->d1[18<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d1--->e1[6<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d1--->e2[24<br>平衡因子: 0<br>h = 1]

classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class d1 Orange

根结点最高的孩子为其 左孩子L),其最高的孙子为其 左孩子左子树L),因此我们需要对其进行一次 右单旋转

代码语言:javascript
复制
graph TB
b[32<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
d1[18<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
b--->d1
a[44<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
b--->a
e1[6<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d1--->e1
e2[24<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d1--->e2
d2[40<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->d2
c[65<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->c
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class d1 Orange

可以看到,在完成旋转后,这棵 BST 已经恢复了平衡,因此完成删除;

2.3 用例3:最小不平衡子树中,孙子位于 LR

在下面这棵 AVL树 中,我们需要删除结点 78

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: 1]--->b[32<br>平衡因子: -1]
a--->c[78<br>平衡因子: 1]
b--->d1[18<br>平衡因子: 0]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0]
d2--->e1[35<br>平衡因子: 0]
d2--->e2[42<br>平衡因子: 0]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0]
c--->c2[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red

和前一个例子一样,被删除的结点只有一个孩子,因此删除该结点后,直接用其孩子来顶替该结点的位置:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: 2]--->b[32<br>平衡因子: -1]
a--->c[65<br>平衡因子: 0]
b--->d1[18<br>平衡因子: 0]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0]
d2--->e1[35<br>平衡因子: 0]
d2--->e2[42<br>平衡因子: 0]

classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red

删除该结点后,我们通过向上查找,找到第一棵 最小不平衡子树 ,其根结点为 44 。接下来我们需要找到该结点的最高的 孩子 和最高的 孙子 :

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: 2<br>h = 4]--->b[32<br>平衡因子: -1<br>h = 3]
a--->c[65<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
b--->d1[18<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
d2--->e1[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d2--->e2[42<br>平衡因子: 0<br>h = 1]

classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class d2 Orange

其最高的孩子为 左孩子L),其最高的孙子为其 左孩子右子树R),因此我们需要对其 左孩子 先进行一次 左单旋转,再对其进行一次 右单旋转

代码语言:javascript
复制
graph TB
arrow1[先对左孩子: 32<br>进行一次左单旋转<br>->]
a[44<br>平衡因子: 2<br>h = 4]
d2[40<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
a--->d2
c[65<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->c
b[32<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
d2--->b
d1[18<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
b--->d1
e1[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
b--->e1
e2[42<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d2---->e2
e2--->f1[NULL]
e2--->f2[NULL]

arrow2[再对整棵树: 44 <br>进行一次右单旋转<br>->]

D2[40<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
B[32<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
D2--->B
A[44<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
D2--->A
E2[42<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
A--->E2
C[65<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
A--->C

D1[18<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
B--->D1
E1[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
B--->E1



classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red
class B Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class d2 Orange
class D2 Orange

完成旋转后,这棵 BST 已经恢复了平衡,因此完成删除;

2.4 用例4:最小不平衡子树中,孙子位于 RR

在下面这棵 AVL树 中,我们需要删除结点 32

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: -1]--->b[32<br>平衡因子: -1]
a--->c[78<br>平衡因子: -1]
b--->d1[NULL]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0]
c--->c2[85<br>平衡因子: 0]
c2--->e1[80<br>平衡因子: 0]
c2--->e2[93<br>平衡因子:0]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red

在这棵 AVL树 中,被删除的结点只有一个孩子,因此删除该结点后,直接用其孩子来顶替该结点的位置:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: -2]--->b[40<br>平衡因子: 0]
a--->c[78<br>平衡因子: -1]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0]
c--->c2[85<br>平衡因子: 0]
c2--->e1[80<br>平衡因子: 0]
c2--->e2[93<br>平衡因子:0]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red

删除完结点后,通过向上查找,我们找到了最小不平衡子树:44,因此我们需要找到该棵树的最高的 孩子 和最高的 孙子:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: -2<br>h = 4]--->b[40<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->c[78<br>平衡因子: -1<br>h = 3]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->c2[85<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
c2--->e1[80<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c2--->e2[93<br>平衡因子:0<br>h = 1]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c2 Orange

其最高的孩子为 右孩子R),其最高的孙子为 右孩子右子树R),因此我们需要对该树进行一次 左单旋转

代码语言:javascript
复制
graph TB

c[78<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
a[44<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
c--->a
b[40<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->b
c1[65<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->c1
c2[85<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
c--->c2
e1[80<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c2--->e1
e2[93<br>平衡因子:0<br>h = 1]
c2--->e2
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c2 Orange

完成旋转后,这棵 BST 已经恢复了平衡,因此完成删除;

2.5 用例5:最小不平衡子树中,孙子位于 RL

在下面这棵 AVL树 中,我们需要删除结点 32

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: -1]--->b[32<br>平衡因子: -1]
a--->c[78<br>平衡因子: 1]
b--->d1[NULL]
b--->d2[40<br>平衡因子: 0]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0]
c--->c2[85<br>平衡因子: 0]
c1--->e1[50<br>平衡因子: 0]
c1--->e2[72<br>平衡因子:0]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red

由于该结点只有一个孩子,根据 BST 删除规则,在删除完该结点后,我们需要直接用其孩子来替代该结点的位置:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: -2]--->b[40<br>平衡因子: 0]
a--->c[78<br>平衡因子: 1]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0]
c--->c2[85<br>平衡因子: 0]
c1--->e1[50<br>平衡因子: 0]
c1--->e2[72<br>平衡因子:0]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red

删除完该结点后,通过向上查找,我们找到了 最小不平衡子树 :44,接下来我们需要找到其最高的 孩子 和最高的 孙子:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[44<br>平衡因子: -2<br>h = 4]--->b[40<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->c[78<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
c--->c1[65<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
c--->c2[85<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c1--->e1[50<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c1--->e2[72<br>平衡因子:0<br>h = 1]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c1 Orange

其最高的孩子为 右孩子R),其最高的孙子为 右孩子左子树L),因此我们需要先对其 右孩子 进行一次 右单旋转 ,再对其做一次 左单旋转

代码语言:javascript
复制
graph TB
arrow1[先对右子树: 78<br>做一次右单旋转<br>->]
a[44<br>平衡因子: -2<br>h = 4]
b[40<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
a--->b
c1[65<br>平衡因子: -2<br>h = 3]
a--->c1
e1[50<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c1--->e1
c[78<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
c1--->c
e2[72<br>平衡因子:0<br>h = 1]
c--->e2
c2[85<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->c2
arrow2[再对整棵树<br>做一次左单旋转<br>->]



C1[65<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
A[44<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
C1--->A
B[40<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
A--->B
E1[50<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
A--->E1
C[78<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
C1--->C
E2[72<br>平衡因子:0<br>h = 1]
C--->E2
C2[85<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
C--->C2
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red
class C Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c1 Orange
class C1 Orange

完成旋转后,该棵 BST 又重新恢复平衡,因此完成删除;

2.6 用例6:最小不平衡子树向上传导

在下面这棵 AVL树 中,我们需要删除结点 44

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[33<br>平衡因子: 1]
b[10<br>平衡因子: -1]
a--->b
c[44<br>平衡因子: -1]
a--->c
d[5<br>平衡因子: 1]
b--->d
e[20<br>平衡因子: -1]
b--->e
f[37<br>平衡因子: 1]
c--->f
g[78<br>平衡因子: 1]
c--->g
h[4<br>平衡因子: 1]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1]
e--->j
k[25<br>平衡因子: 1]
e--->k
l[35<br>平衡因子: 0]
f--->f1[NULL]
f--->l
m[50<br>平衡因子: 1]
g--->m
n[88<br>平衡因子: 0]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0]
r[48<br>平衡因子: 0]
m--->r
m--->m1[NULL]
s[21<br>平衡因子: 0]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red

由于该结点有两个孩子,根据 BST 的删除规则,我们在完成结点删除后,可以通过它的直接前驱或者直接后继来替代该结点的位置:

  • 直接前驱:其左子树的最后侧孩子——37
  • 直接后继:其右子树的最左侧孩子——48

旋转不同的孩子结点进行替代,可能会导致不同的结果,这里我们通过肉眼观察不难看出:

  • 当采用直接后继时,失去平衡的为整棵树,因为前面已经探讨过,这里就不再介绍;
  • 当采用直接前驱时,树的不平衡性会向上传导,因此,这里我们重点关注这种情况;

注意:这里是为了给大家介绍不平衡向上传导的情况,因此选择的是直接前驱;而在实际情况中,我们只需要根据自己的需求进行选择就好

接下我们通过结点 44 的直接前驱 37 来替代该结点的位置,由于进行替换的结点只有一个孩子,因此该结点的位置由其孩子进行替代:

代码语言:javascript
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graph TB
a[33<br>平衡因子: 1]
b[10<br>平衡因子: -1]
a--->b
c[37<br>平衡因子: -2]
a--->c
d[5<br>平衡因子: 1]
b--->d
e[20<br>平衡因子: -1]
b--->e
f[35<br>平衡因子: 0]
c--->f
g[78<br>平衡因子: 1]
c--->g
h[4<br>平衡因子: 1]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1]
e--->j
k[25<br>平衡因子: 1]
e--->k

m[50<br>平衡因子: 1]
g--->m
n[88<br>平衡因子: 0]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0]
r[48<br>平衡因子: 0]
m--->r
m--->m1[NULL]
s[21<br>平衡因子: 0]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class c Red

通过向上查找,我们找到了 最小不平衡子树 ,其根结点为 37 ,因此我们需要找到其最高的 孩子 和最高的 孙子:

代码语言:javascript
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graph TB
a[33<br>平衡因子: 1<br>h = 6]
b[10<br>平衡因子: -1<br>h = 5]
a--->b
c[37<br>平衡因子: -2<br>h = 4]
a--->c
d[5<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
b--->d
e[20<br>平衡因子: -1<br>h = 4]
b--->e
f[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->f
g[78<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
c--->g
h[4<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
e--->j
k[25<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
e--->k

m[50<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
g--->m
n[88<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
r[48<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
m--->r
m--->m1[NULL]
s[21<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class g Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class m Orange

其最高的孩子为 右孩子R),其最高的孙子为其 右孩子左子树L),因此我们需要对 最小不平衡子树右孩子进行一次 右单旋转

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[33<br>平衡因子: 1<br>h = 6]
b[10<br>平衡因子: -1<br>h = 5]
a--->b
c[37<br>平衡因子: -2<br>h = 4]
a--->c
d[5<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
b--->d
e[20<br>平衡因子: -1<br>h = 4]
b--->e
f[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->f

m[50<br>平衡因子: -1<br>h = 3]
c--->m
r[48<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
m--->r

g[78<br>平衡因子: -1<br>h = 2]
m--->g
h[4<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
e--->j
k[25<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
e--->k



n[88<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
g--->g1[NULL]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0<br>h = 1]

s[21<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class g Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class m Orange

再对该 最小不平衡子树 进行一次 左单旋转

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[33<br>平衡因子: 2<br>h = 6]
b[10<br>平衡因子: -1<br>h = 5]
a--->b
m[50<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
a--->m


d[5<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
b--->d
e[20<br>平衡因子: -1<br>h = 4]
b--->e


c[37<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
m--->c
f[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->f
r[48<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->r

g[78<br>平衡因子: -1<br>h = 2]
m--->g
h[4<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
e--->j
k[25<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
e--->k



n[88<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
g--->g1[NULL]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0<br>h = 1]

s[21<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class g Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class m Orange

完成平衡调整后,我们继续向上查找,发现此时的 最小不平衡子树 为 33 ,因此我们需要找到其最高的 孩子 和最高的 孙子:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[33<br>平衡因子: 2<br>h = 6]
b[10<br>平衡因子: -1<br>h = 5]
a--->b
m[50<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
a--->m


d[5<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
b--->d
e[20<br>平衡因子: -1<br>h = 4]
b--->e


c[37<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
m--->c
f[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->f
r[48<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->r

g[78<br>平衡因子: -1<br>h = 2]
m--->g
h[4<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
e--->j
k[25<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
e--->k



n[88<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
g--->g1[NULL]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0<br>h = 1]

s[21<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class e Orange

其最高的孩子为其 左孩子L),其最高的孙子为 左孩子左子树L),因此我们需要先对其 左孩子 进行一次左单旋转:

代码语言:javascript
复制
graph TB
a[33<br>平衡因子: 2<br>h = 6]
e[20<br>平衡因子: 1<br>h = 5]
a--->e
b[10<br>平衡因子: 1<br>h = 4]
e--->b

m[50<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
a--->m

d[5<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
b--->d



c[37<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
m--->c
f[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->f
r[48<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->r

g[78<br>平衡因子: -1<br>h = 2]
m--->g
h[4<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
b--->j
k[25<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
e--->k



n[88<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
g--->g1[NULL]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0<br>h = 1]

s[21<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class e Orange

再对该 最小不平衡子树 进行一次 右单旋转

代码语言:javascript
复制
graph TB

e[20<br>平衡因子: 0<br>h = 5]
b[10<br>平衡因子: 1<br>h = 4]
e--->b
a[33<br>平衡因子: 2<br>h = 4]
e--->a

k[25<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
a--->k
m[50<br>平衡因子: 0<br>h = 3]
a--->m

d[5<br>平衡因子: 1<br>h = 3]
b--->d

c[37<br>平衡因子: 0<br>h = 2]
m--->c
f[35<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->f
r[48<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
c--->r

g[78<br>平衡因子: -1<br>h = 2]
m--->g
h[4<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
d--->h
i[8<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
d--->i
j[15<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
b--->j

n[88<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
g--->g1[NULL]
g--->n
o[1<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
h--->o
h--->h1[NULL]
p[12<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
j--->p
j--->j1[NULL]
q[23<br>平衡因子: 1<br>h = 2]
k--->q
k--->k1[28<br>平衡因子: 0<br>h = 1]

s[21<br>平衡因子: 0<br>h = 1]
q--->s
q--->q1[NULL]
classDef Red fill: #ff9999, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class b Red
classDef Orange fill: #ffcc99, color: #000, stroke: #ff0000, strike-width: 2px
class e Orange

经过这一的平衡旋转后,整棵树已经恢复了平衡,因此结束删除;

结语

今天的内容到这里就结束了,通过今天的学习,我们系统性地掌握了AVL树删除操作的核心机制。

下面我们一起回顾以下本文的重要知识点:

核心操作步骤

  1. 按照BST规则进行节点删除
  2. 向上查找第一个最小不平衡子树
  3. 根据"孙子节点"位置判断旋转类型(LL/LR/RR/RL)
  4. 执行对应的单旋或双旋操作
  5. 检查不平衡是否向上传导,必要时重复调整

关键技巧

  • 通过"最高孩子→最高孙子"的路径判断旋转类型
  • 双旋操作需要先对子节点旋转,再对根节点旋转
  • 删除操作可能引发连锁不平衡,需要持续向上调整

实际应用

  • 通过6个典型用例,我们完整覆盖了各种删除场景,特别是用例6展示的不平衡向上传导情况,帮助大家深入理解AVL树的自平衡特性。

掌握了AVL树的插入和删除操作后,相信大家对平衡二叉搜索树有了更深刻的理解。这些基础知识对于学习更高级的数据结构(如红黑树、B树等)至关重要。

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目录
  • 导读
  • 一、AVL树的删除步骤
  • 二、AVL树的删除用例
    • 2.1 用例1:删除结点不影响平衡
    • 2.2 用例2:最小不平衡子树中,孙子位于 LL
    • 2.3 用例3:最小不平衡子树中,孙子位于 LR
    • 2.4 用例4:最小不平衡子树中,孙子位于 RR
    • 2.5 用例5:最小不平衡子树中,孙子位于 RL
    • 2.6 用例6:最小不平衡子树向上传导
  • 结语
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