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C++中的双指针AVL树

C++中的双指针AVL树是一种自平衡的二叉搜索树,它通过使用双指针来维护树的平衡性。AVL树是以其发明者Adelson-Velsky和Landis的名字命名的。

双指针AVL树的主要特点是,对于每个节点,它的左子树和右子树的高度之差(也称为平衡因子)不超过1。通过保持平衡因子的限制,AVL树能够保持树的高度较低,从而提高搜索、插入和删除操作的效率。

双指针AVL树的优势包括:

  1. 快速的搜索操作:由于树的平衡性,AVL树的搜索操作的时间复杂度为O(log n),其中n是树中节点的数量。
  2. 高效的插入和删除操作:AVL树通过旋转操作来保持平衡,使得插入和删除操作的时间复杂度也为O(log n)。
  3. 自平衡性:AVL树能够自动调整节点的位置,以保持树的平衡性,不需要手动进行平衡操作。

双指针AVL树在许多场景下都有广泛的应用,包括但不限于:

  1. 数据库索引:AVL树常用于数据库中的索引结构,以提高查询效率。
  2. 字典和映射:AVL树可以用作实现字典和映射数据结构,支持高效的查找、插入和删除操作。
  3. 排序:AVL树可以用于对数据进行排序,通过中序遍历可以得到有序的结果。
  4. 路由表:AVL树可以用于路由表的实现,以支持高效的路由查找。

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因此,两位俄罗斯的数学家 G.M.Adelson-Velskii 和 E.M.Landis 在 1962 年发明了一种解决上述问题的方法:当向二叉搜索树中插入新结点后,如果能保证每个结点的左右 子树高度之差的绝对值不超过...1( 需要对树中的结点进行调整 ) ,即可降低树的高度,从而减少平均搜索长度。...一棵AVL树或者是空树,或者是具有以下性质的二叉搜索树: 它的左右子树都是AVL树 左右子树高度之差(简称平衡因子)的绝对值不超过1(-1/0/1) 如果一棵二叉搜索树是高度平衡的,它就是 AVL...K和V详情参考:二叉搜索树 2.插入 AVL 树就是在二叉搜索树的基础上引入了平衡因子,因此 AVL 树也可以看成是二叉搜索树。...那么 AVL 树的插入过程可以分为两步: 按照二叉搜索树的方式插入新节点 调整节点的平衡因子 插入节点的方法和我们前文讲到的二叉搜索树插入方法一致,我们在此就不重复叙述了。

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    ,如果其中一方高度过高时(失衡,可能退化),就会通过 旋转 的方式降低高度,有效的避免了退化 如果 二叉搜索树 中节点具备以下性质 它的左右子树都是 AVL 树 左右子树的高度之差(平衡因子)的绝对值不超过...树在原 二叉搜索树 的基础上添加了 平衡因子 bf 以及用于快速向上调整的 父亲指针 parent,所以 AVL 树是一个三叉链结构 所以 AVL 树的节点通过代码定义如下: //AVL树的节点类(...,不能写成 赋值 = 当前 AVL 树为 三叉链 结构,在调整左右子树链接关系时,也需要对 父指针 进行调整 单旋转后,涉事节点的平衡因子都为 0 双旋转后,涉事节点的平衡因子需要分类讨论 AVL 的操作较多...及 AVL 树的属性,有可能会引发连锁旋转反应,导致一直 旋转 至 根 的位置(旋转比较浪费时间) AVL 树性能很优秀,如果在存储大量不需要修改的静态数据时,用 AVL 树是极好的,但在大多数场景中...C++【AVL树】的全部内容了,在本文中,我们首先了解了什么是 AVL 树,然后对其进行了实现,AVL 树光是一个 插入 操作,就已经涉及了 四大旋转情况,其中每种情况都需要自己画图分析,AVL 树是存储静态数据的理想容器

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    AVL树的概念 二叉搜素树虽然可以缩短查找的效率, 但如果数据有序或接近有序二叉搜索树将退化为单支树, 查找元素相当于在顺序表中搜索元素, 效率低下, 因此, 两位俄罗斯的数学家G.M.Adelson-Velskii...和E.M.Landis在1962年发明了一种解决上述问题的方法: 当向二叉搜索树中插入新节点后, 如果能保证每个节点的左右子树高度之差的绝对值不超过1(需要对树中的节点进行调整), 即可降低树的高度,...AVL树的插入 AVL树就是在二叉搜索树的基础上引入了平衡因子,因此AVL树也可以看成是二叉搜索树。...那么AVL树的插入过程可以分为两步: 按照二叉搜索树的方式插入新节点 调整节点的平衡因子 // 1. 先按照二叉搜索树的规则将节点插入到AVL树中 // 2....,因此要验证AVL树,可以分两步: 验证其为二叉搜索树 如果中序遍历可得到一个有序的序列,就说明为二搜索树 验证其为平衡树 每个节点子树高度差的绝对值不超过1(注意节点中如果没有平衡因子)节点的平衡因子是否计算正确

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    AVL树概念 AVL树是一种具有特殊性质的二叉搜索树,AVL树的左右子树也都是AVL树,且左右子树的高度差的绝对值不超过1,超过1就说明AVL树失衡,需要调整。...AVL树的实现 AVL树的节点 由于在调整失衡的AVL树时,需要频繁访问父节点,所以我们在定义节点时也需要引入parent指针。...树的插入 向AVL树插入新节点的过程与二叉搜索树的插入类似,但有区别的是,插入新节点后需要更新平衡因子,然后根据平衡因子的情况判断AVL树是否失衡,失衡就对AVL树进行调整。...旋转操作可以分为4种:右单旋、左单旋、左右双旋和右左双旋。 右单旋 当parent->_bf == -2 && cur->_bf == -1时说明AVL树往左倾斜,需要进行右单旋操作。...树的验证 验证有序 我们首先需要写一个中序遍历来看看插入的数据是否符合预期。

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    AVL树 一、AVL树概念 二叉搜索树虽可以缩短查找的效率,但如果数据有序或接近有序二叉搜索树将退化为单支树,查找元素相当于在顺序表中搜索元素,效率低下。...1(需要对树中的结点进行调整),即可降低树的高度,从而减少平均搜索长度。...AVL树的插入 AVL树就是在二叉搜索树的基础上引入了平衡因子,因此AVL树也可以看成是二叉搜索树。...- - -左右:先左单旋再右单旋(左右双旋) 如下图所示,我们无论在 subLR 节点的左右子树(是满AVL树的前提下)插入的时候,会改变 subLR 的高度,进而会往上更新,一直更新到根 parent...AVL树的验证 AVL树是在二叉搜索树的基础上加入了平衡性的限制,因此要验证AVL树,可以分两步: 验证其为二叉搜索树 如果中序遍历可得到一个有序的序列,就说明为二叉搜索树 验证其为平衡树 每个节点子树高度差的绝对值不超过

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    为什么要有AVL树 我们都知道二叉搜索树的规则,插入一个节点时,如果比当前节点值大就到右边,反之则到左边。这样使得中序遍历这颗树可以得到一个有序的数组。...如果它右n个节点,其高度课保持再logn,搜索时间复杂度为logn 2.实现AVL树 2.1AVL树节点的定义 在二叉平衡树的基础上,添加了平衡因子_bf(左右子树高度之差),以及parent指针,用来指向父节点...树中插入的基础结构,先进行的二叉搜索树中的插入操作,然后在节点插入过后,因为AVL树的平衡性可能会改变,所以我们要开始对树进行处理。...如果pParent的平衡因子为正负2,则pParent的平衡因子违反平衡树的性质,需要对其进行旋转处理 2.2.1.AVL树的旋转 如果在一颗原本平衡的AVL树中插入一个新的节点,造成了AVL树的不平衡...为此我们还要写一个验证AVL树的函数。 我们都知道,AVL树一定也是二叉搜索树,所以如果中序打印出来不是一个有序的数组那么一定出问题了。验证完二叉搜索树后就是验证其为AVL树。

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    前言 前面我们介绍了STL中的关联式容器map/set/multimap/mutiset等,我们可以发现它们的底层都是按照二叉搜索树来实现的,但是二叉搜索树自身有一些缺陷,当往二叉搜索树中插入的元素有序或者接近有序二叉搜索树就会退化为单支...: **当向二叉搜索树中插入新结点后,如果能保证每个节点的左右子树高度之差不超过1(需要对树中结点进行调整)**即可降低树的高度,从而减少平均搜索长度。...& kv) { //1.按照二叉搜索树的规则将节点插入到AVL树中 node* newnode = new node(kv); node* cur = _root;...总结 以上就是今天要讲的内容,本文介绍了C++中的AVL树的相关概念。...本文作者目前也是正在学习C++相关的知识,如果文章中的内容有错误或者不严谨的部分,欢迎大家在评论区指出,也欢迎大家在评论区提问、交流。

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    前言: 上文,上上文提到了map set,二叉搜索树,其实都是为了近两文做铺垫的,虽然map的底层是红黑树,但是也为AVL树的学习打下了基础,那么什么是AVL树呢?由谁发明的呢?...这里旋转右子树高度减左子树高度的值作为平衡因子的大小,当然,AVL树的满足条件就是,左右子树都是AVL树,并且每个节点的平衡因子都小于2。...1 AVL树的创建 AVL树的创建和二叉平衡搜索树是一样的,无非是每个节点的区别而已,前言,上文提及,节点涉及到的内容有,平衡因子,左右指针,key或者是key-value,这里我们使用key-value...当我们旋转的时候,涉及到的节点势必有某个节点的父节点,所以还有一个成员变量,指向父节点的指针,所以AVL树实际上是三叉链的结构: template struct AVLTreeNode...0的,都不用继续遍历了,因为平衡了,但是要注意是 基于原来的树就是AVL树。

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