1. 定义
二叉排序树 (BST) 是一种非线性数据结构,其中每个节点都包含一个值,并连接到最多两个子节点:左子节点和右子节点。BST 中的键已按照某种顺序排列,通常是升序或降序。
2. 最佳情况
二叉排序树的最佳情况发生在树完全平衡时。完全平衡的树是指树的每个子树都具有近似的相同高度。这种平衡确保了高效的搜索、插入和删除操作。
3. 搜索
在完全平衡的二叉排序树中,搜索操作的复杂度是 O(log n),其中 n 是树中的节点数。这是因为树的高度平衡,导致在每个阶段只剩下大约一半的节点需要检查。
4. 插入
插入新节点也将在 O(log n) 时间内完成。通过沿着树向下移动并将其插入适当的子树来找到插入位置。由于树的平衡,新节点可以有效地添加到保持树高度平衡的位置。
5. 删除
在平衡二叉排序树中删除节点同样具有 O(log n) 的复杂度。通过找到要删除的节点及其后继或前驱,可以高效地重新组织树。这有助于保持树的平衡。
6. 特征
完全平衡的二叉排序树具有以下特征:
树的高度为 O(log n)
树的内部节点都恰好有两个子节点
树的叶节点都在同一层上
7. 创建
创建完全平衡的二叉排序树可以通过使用以下算法:
自平衡树:树自动调整其结构以保持平衡,例如 AVL 树或红黑树。
平衡因子:通过计算树的平衡因子(每个节点的左子树高度减去右子树高度)并重新平衡不平衡的节点,可以创建平衡的树。