用 Python 实现 BinarySearchTree：ChatGPT 的惊艳教程！#

2023-10-07 08:04:56

二叉查找树：Python 实现指南

什么是二叉查找树？

二叉查找树（BST）是一种非线性数据结构，在计算机科学中应用广泛。BST 的特点如下：

每个节点最多有两个子节点（左子节点和右子节点）。
左子节点的值小于父节点的值，右子节点的值大于父节点的值。
任何节点的左子树中所有节点的值都小于该节点的值，右子树中所有节点的值都大于该节点的值。

用 Python 实现 BST

1. 创建 BST 类**

class BinarySearchTree:

    def __init__(self):
        self.root = None

    # 插入元素
    def insert(self, value):
        new_node = Node(value)
        self._insert(new_node, self.root)

    # 私有插入函数
    def _insert(self, new_node, current_node):
        if current_node is None:
            self.root = new_node
        elif new_node.value < current_node.value:
            self._insert(new_node, current_node.left)
        else:
            self._insert(new_node, current_node.right)

    # 查找元素
    def search(self, value):
        return self._search(value, self.root)

    # 私有查找函数
    def _search(self, value, current_node):
        if current_node is None:
            return None
        elif value == current_node.value:
            return current_node
        elif value < current_node.value:
            return self._search(value, current_node.left)
        else:
            return self._search(value, current_node.right)

    # 删除元素
    def delete(self, value):
        self._delete(value, self.root)

    # 私有删除函数
    def _delete(self, value, current_node):
        if current_node is None:
            return None
        elif value == current_node.value:
            return self._delete_node(current_node)
        elif value < current_node.value:
            self._delete(value, current_node.left)
        else:
            self._delete(value, current_node.right)

    # 私有删除节点函数
    def _delete_node(self, node):
        if node.left is None:
            return node.right
        elif node.right is None:
            return node.left
        else:
            successor = self._find_successor(node)
            node.value = successor.value
            self._delete(successor.value, successor)

    # 私有查找后继函数
    def _find_successor(self, node):
        current_node = node.right
        while current_node.left is not None:
            current_node = current_node.left
        return current_node

    # 打印 BST
    def __str__(self):
        return self._str(self.root)

    # 私有打印函数
    def _str(self, current_node):
        if current_node is None:
            return ""
        else:
            return self._str(current_node.left) + str(current_node.value) + " " + self._str(current_node.right)

2. 创建 Node 类**

class Node:

    def __init__(self, value):
        self.value = value
        self.left = None
        self.right = None

3. 使用 BST**

# 实例化 BST
tree = BinarySearchTree()

# 插入元素
tree.insert(10)
tree.insert(5)
tree.insert(15)
tree.insert(2)
tree.insert(7)
tree.insert(12)
tree.insert(20)

# 搜索元素
result = tree.search(12)
if result is not None:
    print("Found 12 in the tree!")
else:
    print("12 not found in the tree.")

# 删除元素
tree.delete(10)

# 打印 BST
print(tree)