python平衡二叉排序树

话不多说，兄弟萌，show me the code!

from chapter8.btSearch import DictBinTree
from chapter8.Assoc import Assocclass BinTNode:"""树节点类"""def __init__(self,dat,left=None,right=None):self.data = datself.left = leftself.right = rightclass AVLNode(BinTNode):def __init__(self,data):BinTNode.__init__(self,data)self.bf = 0class DictAVL(DictBinTree):def __init__(self):DictBinTree.__init__(self)@staticmethoddef LL(a,b):a.left = b.rightb.right = aa.bf = b.bf = 0return b@staticmethoddef RR(a,b):a.right = b.leftb.left = aa.bf = b.bf = 0return b@staticmethoddef LR(a,b):c = b.righta.left, b.right = c.right, c.leftc.left, c.right = b, aif c.bf == 0:"""c本身就是插入节点"""a.bf = b.bf = 0elif c.bf == 1:"""新节点在c的左子树"""a.bf = -1b.bf = 0else:"""新节点在c的右子树"""a.bf = 0b.bf = 1c.bf = 0return c@staticmethoddef RL(a,b):c = b.lefta.right, b.left = c.left, c.rightc.left, c.right = a, bif c.bf == 0:"""c本身就是插入节点"""a.bf = 0b.bf = 0elif c.bf == 1:"""新节点在c的左子树"""a.bf = 0b.bf = -1else:"""新节点在c的右子树"""a.bf = 1b.bf = 0c.bf = 0return cdef insert(self,key,value):a = p = self._rootif a == None:self._root = AVLNode(Assoc(key,value))returnpa = q = None # 维持pa,q为a,p的父节点while p is not None:"""确定插入位置及最小非平衡子树"""if key == p.data.key:"""key存在,修改关联值并结束"""p.data.value = valuereturnif p.bf != 0:pa, a = q, p # 已知最小非平衡子树q = pif key < p.data.key:p = p.leftelse:p = p.right# q是插入点的父节点, pa, a 记录最小非平衡子树node = AVLNode(Assoc(key,value))if key < q.data.key:q.left = node # 作为左子节点else:q.right = node # 或右子节点# 新节点已插入,a 是最小不平衡子树if key < a.data.key:"""新节点在a的左子树"""p = b = a.leftd = 1else:"""新节点在a的右子树"""p = b = a.rightd = -1 # d记录新节点在a的哪棵子树# 修改b到新节点路径上各节点的BF值,b为a的子节点while p != node:"""node一定存在,不用判断p空"""if key < p.data.key:"""p的左子树增高"""p.bf = 1p = p.leftelse:"""p的右子树增高"""p.bf = -1p = p.rightif a.bf == 0:"""a的原bf为0,不会失衡"""a.bf = 0returnif a.bf == -d:"""新节点在较低子树里"""a.bf = 0return# 新节点在较高子树,失衡,必须调整if d == 1:if b.bf == 1:b = DictAVL.LL(a,b) # LL调整else:b = DictAVL.LR(a,b) # LR调整else:if b.bf == -1:b = DictAVL.RR(a,b) # RR调整else:b = DictAVL.RL(a,b) # RL调整if pa == None:"""原a为树根,修改root"""self._root = belse:"""a非树根,新树接在正确位置"""if pa.left == a:pa.left = belse:pa.right = b

DictBinTree类：

from chapter8.Assoc import Assoc
from stack_queue.code import SStackdef btSearch(btree,key):"""二叉排序树的检索算法"""bt = btreewhile bt != None:entry = bt.dataif key < entry.key:bt = bt.leftelif key > entry.key:bt = bt.rightelse: # key == entry.keyreturn entry.value # 返回关键码的关联值# 走完整棵树仍没有找到return Noneclass BinTNode:"""树节点类"""def __init__(self,dat,left=None,right=None):self.data = datself.left = leftself.right = rightclass DictBinTree:"""字典二叉排序树类"""def __init__(self):self._root = Nonedef isEmpty(self):"""判断是否为空"""return self._root is Nonedef search(self,key):"""检索"""bt = self._rootwhile bt != None:entry = bt.dataif key < entry.key:bt = bt.leftelif key > entry.key:bt = bt.rightelse:  # key == entry.keyreturn entry.value  # 返回关键码的关联值# 走完整棵树仍没有找到return Nonedef insert(self,key,value):bt = self._rootif bt == None:"""如果树为空,直接建立一个新关键码和关联值的树根节点"""self._root = BinTNode(Assoc(key,value))return"""否则搜索新节点的插入位置,沿子节点关系向下"""while True:entry = bt.dataif key < entry.key:"""遇到应该走左子树"""if bt.left == None:"""而左子树为空"""bt.left = BinTNode(Assoc(key,value))returnbt = bt.leftelif key > entry.key:"""遇到应该走右子树"""if bt.right == None:"""而右子树为空"""bt.right = BinTNode(Assoc(key,value))returnreturn bt.rightelse:"""碰到值相等"""bt.data.value = valuereturndef values(self):"""中序遍历,值生成迭代器"""t,s = self._root,SStack()while t != None or not s.is_empty():while t != None:s.push(t)t = t.leftt = s.pop()yield t.data.key, t.data.valuet = t.rightdef delete(self,key):"""删除节点,保证树的结构不变"""p,q = None, self._root # 维持p为q的父节点 ,从树根开始找qwhile q != None and q.data.key != key:p = q # 维持p为q的父节点if key < q.data.key:q = q.leftelse:q = q.rightif q is None:return # 树中没有关键码key"""到这里q引用要删除节点,p是其父节点或None(这时q是根节点)"""if q.left == None:"""q没有左子节点"""if p == None:"""q是根节点,直接修改root"""self._root = q.rightelif q == p.left:p.left = q.rightelse:p.right = q.rightreturnr = q.leftwhile r.right != None:r = r.rightr.right = q.rightif p == None:"""q是根节点,修改_root"""self._root = q.leftelif p.left == q:p.left = q.leftelse:p.right =q.leftdef print(self):for k,v in self.entries():print(k,v)def buildDictBinTree(entries):dic = DictBinTree()for k,v in entries:dic.insert(k,v)return dicclass DictOptBinTree(DictBinTree):def __init__(self,seq):DictBinTree.__init__(self)data = sorted(seq)self._root = DictOptBinTree.buildOBT(data,0,len(data)-1)@staticmethoddef buildOBT(data,start,end):if start > end:return Nonemid = (end+start)//2left = DictOptBinTree.buildOBT(data,start,mid-1)right = DictOptBinTree.buildOBT(data,mid+1,end)return BinTNode(Assoc(*data[mid],left,right))

Assoc类：

class Assoc:def __init__(self,key,value):self.key = keyself.value = valuedef __lt__(self, other):"""有时有些操作需要考虑排序"""return self.key < other.keydef __le__(self, other):return self.key < other.key or self.key == other.keydef __str__(self):"""定义字符串表示形式便于输出和交互"""return f"Assoc({self.key},{self.value})"

SStack类：

"""栈的顺序表实现"""class StackUnderflow(ValueError): # 栈下溢(空栈访问)passclass SStack(): # 基于顺序表技术实现的栈类def __init__(self): # 用list对象 _elems存储栈中元素self._elems = [] # 所有栈操作都映射到list操作def is_empty(self):return self._elems == []def top(self): # 查看栈顶元素if self._elems == []:raise StackUnderflow("in SStack.top()")return self._elems[-1]def push(self,elem):self._elems.append(elem)def pop(self): # 弹出栈顶元素if self._elems == []:raise StackUnderflow("in SStack.pop()")return self._elems.pop()

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