refactor: Replace 结点 with 节点 (#452)

* Replace 结点 with 节点
Update the footnotes in the figures

* Update mindmap

* Reduce the size of the mindmap.png
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Yudong Jin
2023-04-09 04:32:17 +08:00
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commit 1c8b7ef559
395 changed files with 2056 additions and 2056 deletions

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@ -19,23 +19,23 @@ class AVLTree:
return self.__root
def height(self, node: TreeNode | None) -> int:
""" 获取点高度 """
# 空点高度为 -1 ,叶点高度为 0
""" 获取点高度 """
# 空点高度为 -1 ,叶点高度为 0
if node is not None:
return node.height
return -1
def __update_height(self, node: TreeNode | None):
""" 更新点高度 """
# 点高度等于最高子树高度 + 1
""" 更新点高度 """
# 点高度等于最高子树高度 + 1
node.height = max([self.height(node.left), self.height(node.right)]) + 1
def balance_factor(self, node: TreeNode | None) -> int:
""" 获取平衡因子 """
# 空点平衡因子为 0
# 空点平衡因子为 0
if node is None:
return 0
# 点平衡因子 = 左子树高度 - 右子树高度
# 点平衡因子 = 左子树高度 - 右子树高度
return self.height(node.left) - self.height(node.right)
def __right_rotate(self, node: TreeNode | None) -> TreeNode | None:
@ -45,10 +45,10 @@ class AVLTree:
# 以 child 为原点,将 node 向右旋转
child.right = node
node.left = grand_child
# 更新点高度
# 更新点高度
self.__update_height(node)
self.__update_height(child)
# 返回旋转后子树的根
# 返回旋转后子树的根
return child
def __left_rotate(self, node: TreeNode | None) -> TreeNode | None:
@ -58,15 +58,15 @@ class AVLTree:
# 以 child 为原点,将 node 向左旋转
child.left = node
node.right = grand_child
# 更新点高度
# 更新点高度
self.__update_height(node)
self.__update_height(child)
# 返回旋转后子树的根
# 返回旋转后子树的根
return child
def __rotate(self, node: TreeNode | None) -> TreeNode | None:
""" 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡 """
# 获取点 node 的平衡因子
# 获取点 node 的平衡因子
balance_factor = self.balance_factor(node)
# 左偏树
if balance_factor > 1:
@ -90,37 +90,37 @@ class AVLTree:
return node
def insert(self, val) -> TreeNode:
""" 插入"""
""" 插入"""
self.__root = self.__insert_helper(self.__root, val)
return self.__root
def __insert_helper(self, node: TreeNode | None, val: int) -> TreeNode:
""" 递归插入点(辅助方法)"""
""" 递归插入点(辅助方法)"""
if node is None:
return TreeNode(val)
# 1. 查找插入位置,并插入
# 1. 查找插入位置,并插入
if val < node.val:
node.left = self.__insert_helper(node.left, val)
elif val > node.val:
node.right = self.__insert_helper(node.right, val)
else:
# 重复点不插入,直接返回
# 重复点不插入,直接返回
return node
# 更新点高度
# 更新点高度
self.__update_height(node)
# 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡
return self.__rotate(node)
def remove(self, val: int) -> TreeNode | None:
""" 删除"""
""" 删除"""
self.__root = self.__remove_helper(self.__root, val)
return self.__root
def __remove_helper(self, node: TreeNode | None, val: int) -> TreeNode | None:
""" 递归删除点(辅助方法) """
""" 递归删除点(辅助方法) """
if node is None:
return None
# 1. 查找点,并删除之
# 1. 查找点,并删除之
if val < node.val:
node.left = self.__remove_helper(node.left, val)
elif val > node.val:
@ -128,45 +128,45 @@ class AVLTree:
else:
if node.left is None or node.right is None:
child = node.left or node.right
# 子点数量 = 0 ,直接删除 node 并返回
# 子点数量 = 0 ,直接删除 node 并返回
if child is None:
return None
# 子点数量 = 1 ,直接删除 node
# 子点数量 = 1 ,直接删除 node
else:
node = child
else: # 子点数量 = 2 ,则将中序遍历的下个点删除,并用该点替换当前
else: # 子点数量 = 2 ,则将中序遍历的下个点删除,并用该点替换当前
temp = self.__get_inorder_next(node.right)
node.right = self.__remove_helper(node.right, temp.val)
node.val = temp.val
# 更新点高度
# 更新点高度
self.__update_height(node)
# 2. 执行旋转操作,使该子树重新恢复平衡
return self.__rotate(node)
def __get_inorder_next(self, node: TreeNode | None) -> TreeNode | None:
""" 获取中序遍历中的下一个点(仅适用于 root 有左子点的情况) """
""" 获取中序遍历中的下一个点(仅适用于 root 有左子点的情况) """
if node is None:
return None
# 循环访问左子点,直到叶点时为最小点,跳出
# 循环访问左子点,直到叶点时为最小点,跳出
while node.left is not None:
node = node.left
return node
def search(self, val: int) -> TreeNode | None:
""" 查找"""
""" 查找"""
cur = self.__root
# 循环查找,越过叶点后跳出
# 循环查找,越过叶点后跳出
while cur is not None:
# 目标点在 cur 的右子树中
# 目标点在 cur 的右子树中
if cur.val < val:
cur = cur.right
# 目标点在 cur 的左子树中
# 目标点在 cur 的左子树中
elif cur.val > val:
cur = cur.left
# 找到目标点,跳出循环
# 找到目标点,跳出循环
else:
break
# 返回目标
# 返回目标
return cur
@ -174,19 +174,19 @@ class AVLTree:
if __name__ == "__main__":
def test_insert(tree: AVLTree, val: int):
tree.insert(val)
print("\n插入{}AVL 树为".format(val))
print("\n插入{}AVL 树为".format(val))
print_tree(tree.root)
def test_remove(tree: AVLTree, val: int):
tree.remove(val)
print("\n删除{}AVL 树为".format(val))
print("\n删除{}AVL 树为".format(val))
print_tree(tree.root)
# 初始化空 AVL 树
avl_tree = AVLTree()
# 插入
# 请关注插入点后AVL 树是如何保持平衡的
# 插入
# 请关注插入点后AVL 树是如何保持平衡的
test_insert(avl_tree, 1)
test_insert(avl_tree, 2)
test_insert(avl_tree, 3)
@ -198,14 +198,14 @@ if __name__ == "__main__":
test_insert(avl_tree, 10)
test_insert(avl_tree, 6)
# 插入重复
# 插入重复
test_insert(avl_tree, 7)
# 删除
# 请关注删除点后AVL 树是如何保持平衡的
test_remove(avl_tree, 8) # 删除度为 0 的
test_remove(avl_tree, 5) # 删除度为 1 的
test_remove(avl_tree, 4) # 删除度为 2 的
# 删除
# 请关注删除点后AVL 树是如何保持平衡的
test_remove(avl_tree, 8) # 删除度为 0 的
test_remove(avl_tree, 5) # 删除度为 1 的
test_remove(avl_tree, 4) # 删除度为 2 的
result_node = avl_tree.search(7)
print("\n查找到的点对象为 {}点值 = {}".format(result_node, result_node.val))
print("\n查找到的点对象为 {}点值 = {}".format(result_node, result_node.val))

View File

@ -21,7 +21,7 @@ class BinarySearchTree:
if start_index > end_index:
return None
# 将数组中间点作为根
# 将数组中间点作为根
mid: int = (start_index + end_index) // 2
root = TreeNode(nums[mid])
# 递归建立左子树和右子树
@ -34,31 +34,31 @@ class BinarySearchTree:
return self.__root
def search(self, num: int) -> TreeNode | None:
""" 查找"""
""" 查找"""
cur: TreeNode | None = self.__root
# 循环查找,越过叶点后跳出
# 循环查找,越过叶点后跳出
while cur is not None:
# 目标点在 cur 的右子树中
# 目标点在 cur 的右子树中
if cur.val < num:
cur = cur.right
# 目标点在 cur 的左子树中
# 目标点在 cur 的左子树中
elif cur.val > num:
cur = cur.left
# 找到目标点,跳出循环
# 找到目标点,跳出循环
else:
break
return cur
def insert(self, num: int) -> TreeNode | None:
""" 插入"""
""" 插入"""
# 若树为空,直接提前返回
if self.__root is None:
return None
# 循环查找,越过叶点后跳出
# 循环查找,越过叶点后跳出
cur, pre = self.__root, None
while cur is not None:
# 找到重复点,直接返回
# 找到重复点,直接返回
if cur.val == num:
return None
pre = cur
@ -69,7 +69,7 @@ class BinarySearchTree:
else:
cur = cur.left
# 插入点 val
# 插入点 val
node = TreeNode(num)
if pre.val < num:
pre.right = node
@ -78,51 +78,51 @@ class BinarySearchTree:
return node
def remove(self, num: int) -> TreeNode | None:
""" 删除"""
""" 删除"""
# 若树为空,直接提前返回
if self.__root is None:
return None
# 循环查找,越过叶点后跳出
# 循环查找,越过叶点后跳出
cur, pre = self.__root, None
while cur is not None:
# 找到待删除点,跳出循环
# 找到待删除点,跳出循环
if cur.val == num:
break
pre = cur
if cur.val < num: # 待删除点在 cur 的右子树中
if cur.val < num: # 待删除点在 cur 的右子树中
cur = cur.right
else: # 待删除点在 cur 的左子树中
else: # 待删除点在 cur 的左子树中
cur = cur.left
# 若无待删除点,则直接返回
# 若无待删除点,则直接返回
if cur is None:
return None
# 子点数量 = 0 or 1
# 子点数量 = 0 or 1
if cur.left is None or cur.right is None:
# 当子点数量 = 0 / 1 时, child = null / 该子
# 当子点数量 = 0 / 1 时, child = null / 该子
child = cur.left or cur.right
# 删除点 cur
# 删除点 cur
if pre.left == cur:
pre.left = child
else:
pre.right = child
# 子点数量 = 2
# 子点数量 = 2
else:
# 获取中序遍历中 cur 的下一个
# 获取中序遍历中 cur 的下一个
nex: TreeNode = self.get_inorder_next(cur.right)
tmp: int = nex.val
# 递归删除点 nex
# 递归删除点 nex
self.remove(nex.val)
# 将 nex 的值复制给 cur
cur.val = tmp
return cur
def get_inorder_next(self, root: TreeNode | None) -> TreeNode | None:
""" 获取中序遍历中的下一个点(仅适用于 root 有左子点的情况) """
""" 获取中序遍历中的下一个点(仅适用于 root 有左子点的情况) """
if root is None:
return root
# 循环访问左子点,直到叶点时为最小点,跳出
# 循环访问左子点,直到叶点时为最小点,跳出
while root.left is not None:
root = root.left
return root
@ -136,24 +136,24 @@ if __name__ == "__main__":
print("\n初始化的二叉树为\n")
print_tree(bst.root)
# 查找
# 查找
node = bst.search(7)
print("\n查找到的点对象为: {}点值 = {}".format(node, node.val))
print("\n查找到的点对象为: {}点值 = {}".format(node, node.val))
# 插入
# 插入
node = bst.insert(16)
print("\n插入点 16 后,二叉树为\n")
print("\n插入点 16 后,二叉树为\n")
print_tree(bst.root)
# 删除
# 删除
bst.remove(1)
print("\n删除点 1 后,二叉树为\n")
print("\n删除点 1 后,二叉树为\n")
print_tree(bst.root)
bst.remove(2)
print("\n删除点 2 后,二叉树为\n")
print("\n删除点 2 后,二叉树为\n")
print_tree(bst.root)
bst.remove(4)
print("\n删除点 4 后,二叉树为\n")
print("\n删除点 4 后,二叉树为\n")
print_tree(bst.root)

View File

@ -13,7 +13,7 @@ from modules import *
""" Driver Code """
if __name__ == "__main__":
""" 初始化二叉树 """
# 初始化
# 初始化
n1 = TreeNode(val=1)
n2 = TreeNode(val=2)
n3 = TreeNode(val=3)
@ -27,14 +27,14 @@ if __name__ == "__main__":
print("\n初始化二叉树\n")
print_tree(n1)
""" 插入与删除"""
""" 插入与删除"""
P = TreeNode(0)
# 在 n1 -> n2 中间插入点 P
# 在 n1 -> n2 中间插入点 P
n1.left = P
P.left = n2
print("\n插入点 P 后\n")
print("\n插入点 P 后\n")
print_tree(n1)
# 删除
# 删除
n1.left = n2
print("\n删除点 P 后\n")
print("\n删除点 P 后\n")
print_tree(n1)

View File

@ -11,18 +11,18 @@ from collections import deque
def level_order(root: TreeNode | None) -> list[int]:
""" 层序遍历 """
# 初始化队列,加入根
# 初始化队列,加入根
queue: deque[TreeNode] = deque()
queue.append(root)
# 初始化一个列表,用于保存遍历序列
res: list[int] = []
while queue:
node: TreeNode = queue.popleft() # 队列出队
res.append(node.val) # 保存点值
res.append(node.val) # 保存点值
if node.left is not None:
queue.append(node.left) # 左子点入队
queue.append(node.left) # 左子点入队
if node.right is not None:
queue.append(node.right) # 右子点入队
queue.append(node.right) # 右子点入队
return res
@ -36,5 +36,5 @@ if __name__ == "__main__":
# 层序遍历
res: list[int] = level_order(root)
print("\n层序遍历的点打印序列 = ", res)
print("\n层序遍历的点打印序列 = ", res)
assert res == [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

View File

@ -12,7 +12,7 @@ def pre_order(root: TreeNode | None) -> None:
""" 前序遍历 """
if root is None:
return
# 访问优先级:根点 -> 左子树 -> 右子树
# 访问优先级:根点 -> 左子树 -> 右子树
res.append(root.val)
pre_order(root=root.left)
pre_order(root=root.right)
@ -21,7 +21,7 @@ def in_order(root: TreeNode | None) -> None:
""" 中序遍历 """
if root is None:
return
# 访问优先级:左子树 -> 根点 -> 右子树
# 访问优先级:左子树 -> 根点 -> 右子树
in_order(root=root.left)
res.append(root.val)
in_order(root=root.right)
@ -30,7 +30,7 @@ def post_order(root: TreeNode | None) -> None:
""" 后序遍历 """
if root is None:
return
# 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根
# 访问优先级:左子树 -> 右子树 -> 根
post_order(root=root.left)
post_order(root=root.right)
res.append(root.val)
@ -47,17 +47,17 @@ if __name__ == "__main__":
# 前序遍历
res = []
pre_order(root)
print("\n前序遍历的点打印序列 = ", res)
print("\n前序遍历的点打印序列 = ", res)
assert res == [1, 2, 4, 5, 3, 6, 7]
# 中序遍历
res.clear()
in_order(root)
print("\n中序遍历的点打印序列 = ", res)
print("\n中序遍历的点打印序列 = ", res)
assert res == [4, 2, 5, 1, 6, 3, 7]
# 后序遍历
res.clear()
post_order(root)
print("\n后序遍历的点打印序列 = ", res)
print("\n后序遍历的点打印序列 = ", res)
assert res == [4, 5, 2, 6, 7, 3, 1]