-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
AVL_tree.cpp
248 lines (228 loc) · 7.6 KB
/
AVL_tree.cpp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
#include <algorithm>
#include <cstdlib>
#include <cctype>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <vector>
#include <set>
#include <map>
#include <queue>
#define all(c) c.begin(), c.end()
using namespace std;
typedef string ElementType;
typedef string KeyType;
struct AvlNode;
typedef struct AvlNode *Position;
typedef struct AvlNode *AvlTree;
struct AvlNode {
ElementType Element;
KeyType Key; //ключ
AvlTree Left; //левое поддерево
AvlTree Right; //правое поддерево
int Balance; //показатель баланса
int Height; //высота поддерева
};
/* Высота дерева */
int Height(Position P) {
if(!P)
return -1;
else
return P->Height;
}
/* Наибольшая из двух высот */
int Max (int Lhs, int Rhs) {
return Lhs > Rhs ? Lhs : Rhs;
}
/* Удаление дерева */
AvlTree MakeEmpty(AvlTree T) {
if(T) {
MakeEmpty(T->Left);
MakeEmpty(T->Right);
free(T);
}
return NULL;
}
/* Поиск по ключу в дереве */
Position Find(ElementType X, AvlTree T) {
if(!T)
return NULL;
if(X < T->Element)
return Find(X, T->Left);
else if(X > T->Element)
return Find(X, T->Right);
else
return T;
}
/* Нахождение минимального элемента */
Position FindMin(AvlTree T) {
if(!T)
return NULL;
else if(T->Left == NULL)
return T;
else
return FindMin(T->Left);
}
/* Нахождение максимального элемента */
Position FindMax(AvlTree T) {
if(T)
while(T->Right != NULL)
T = T->Right;
return T;
}
/* Эту функцию можно вызывать только в том случае, когда у
узла K2 есть левый ребенок. Функция выполняет поворот
между узлом (K2) и его левым ребенком, корректирует
высоты поддеревьев, после чего возвращает новый корень */
Position SingleRotateWithLeft(Position K2) {
Position K1;
/* выполнение поворота */
K1 = K2->Left;
K2->Left = K1->Right;
K1->Right = K2;
/* корректировка высот переставленных узлов */
K2->Height = Max(Height(K2->Left), Height(K2->Right))+1;
K1->Height = Max(Height(K1->Left), K2->Height) + 1;
return K1; /* новый корень */
}
/* Эту функцию можно вызывать только в том случае, когда у
узла K1 есть правый ребенок. Функция выполняет поворот
между узлом (K1) и его правым ребенком, корректирует
высоты поддеревьев, после чего возвращает новый корень */
Position SingleRotateWithRight(Position K1) {
Position K2;
/* выполнение поворота */
K2 = K1->Right;
K1->Right = K2->Left;
K2->Left = K1;
/* корректировка высот переставленных узлов */
K1->Height = Max(Height(K1->Left), Height(K1->Right))+1;
K2->Height = Max(Height(K2->Right), K1->Height) + 1;
return K2; /* новый корень */
}
/* Эту функцию можно вызывать только тогда, когда
у узла K3 есть левый ребенок, а у левого ребенка
K3 есть правый ребенок. Функция выполняет двойной
поворот LR, корректирует высоты поддеревьев, после
чего возвращает новый корень */
Position DoubleRotateWithLeft(Position K3) {
/* Поворот между K1 и K2 */
K3->Left = SingleRotateWithRight(K3->Left);
/* Поворот между K3 и K2 */
return SingleRotateWithLeft(K3);
}
/* Эту функцию можно вызывать только в том случае, когда у
узла K1 есть правый ребенок, а у правого ребенка узла K1
есть левый ребенок. Функция выполняет двойной поворот
RL, корректирует высоты поддеревьев, после чего
возвращает новый корень */
Position DoubleRotateWithRight(Position K1) {
/* Поворот между K3 и K2 */
K1->Right = SingleRotateWithLeft(K1->Right);
/* Поворот между K1 и K2 */
return SingleRotateWithRight(K1);
}
/* Вставка элемента в дерево */
AvlTree Insert(ElementType X, KeyType K, AvlTree T) {
if(!T) {
/* создание дерева с одним узлом */
T = (AvlNode*) malloc(sizeof(struct AvlNode));
T->Element = X;
T->Key = K;
T->Height = 0;
T->Left = T->Right = NULL;
}
else if(X < T->Element) {
T->Left = Insert(X, K, T->Left);
if(Height(T->Left) - Height(T->Right) == 2) {
if(X < T->Left->Element)
T = SingleRotateWithLeft(T);
else
T = DoubleRotateWithLeft(T);
}
}
if(X > T->Element) {
T->Right = Insert(X, K, T->Right);
if(Height(T->Right) - Height(T->Left) == 2) {
if(X > T->Right->Element)
T = SingleRotateWithRight(T);
else
T = DoubleRotateWithRight(T);
}
}
/* Иначе X уже в дереве и ничего не нужно делать; */
T->Height = Max(Height(T->Left), Height(T->Right)) + 1;
return T;
}
/* Вывод дерева на экран в порядке обхода */
void Print(AvlTree T) {
if (T->Left)
Print(T->Left);
cout << T->Element << " " << T->Key << " " << endl;;
if (T->Right)
Print(T->Right);
}
bool check(AvlTree T, int &h)
{
if (!T)
{
h = 0;
return true;
}
int h1, h2;
if (!(check(T->Left, h1) && check(T->Right, h2)))
{
h = max(h1, h2) + 1;
return false;
}
h = max (h1, h2) + 1;
if (abs(h1 - h2) > 1)
return false;
return true;
}
int main() {
AvlTree Tree = NULL;
string command;
string surname;
string telephone;
do {
cin >> command;
if (command == "FIND") {
cin >> surname;
AvlTree Found = Find(surname, Tree);
if (Found)
cout << Found->Key << endl;
else
cout << "NO" << endl;
}
if (command == "INSERT") {
cin >> surname >> telephone;
// cout << "finding..." << endl;
AvlTree Found = Find(surname, Tree);
// cout << "found" << endl;
if (!Found) {
Tree = Insert(surname, telephone, Tree);
cout << "OK" << endl;
} else {
cout << "Changed. Old value = " << Found->Key << endl;
Found->Key = telephone;
}
}
if (command == "PRINT") {
Print(Tree);
}
if (command == "DELETE") {
Tree = MakeEmpty(Tree);
cout << "Deleted" << endl;
}
if (command == "CHECK") {
int h;
if (check(Tree, h))
cout << "YES" << endl;
else
cout << "NO" << endl;
}
} while (command != "EXIT");
return 0;
}