Étant donné un BST ( B inaire S recherche T ree) qui peut être déséquilibré, convertissez-le en un BST équilibré ayant une hauteur minimale possible.
Exemples :
Input: 30 / 20 / 10 Output: 20 / 10 30 Input: 4 / 3 / 2 / 1 Output: 3 3 2 / / / 1 4 OR 2 4 OR 1 3 OR .. / 2 1 4 Input: 4 / 3 5 / 2 6 / 1 7 Output: 4 / 2 6 / / 1 3 5 7>Pratique recommandée BST normale à BST équilibrée Essayez-le !
UN Solution simple consiste à parcourir les nœuds dans l'ordre et à les insérer un par un dans un arbre BST auto-équilibré comme AVL. La complexité temporelle de cette solution est O(n Log n) et cette solution ne garantit pas la hauteur minimale possible car dans le pire des cas, la hauteur de l'arborescence AVL peut être 1,44*journal 2 n .
Un Solution efficace peut être de construire un BST équilibré en un temps O(n) avec une hauteur minimale possible. Vous trouverez ci-dessous les étapes.
- Parcourez le BST donné dans l'ordre et stockez le résultat dans un tableau. Cette étape prend un temps O(n). Notez que ce tableau serait trié car le parcours dans l'ordre de BST produit toujours une séquence triée.
- Construisez un BST équilibré à partir du tableau trié créé ci-dessus en utilisant l'approche récursive discutée ici . Cette étape prend également un temps O(n) car nous traversons chaque élément exactement une fois et le traitement d'un élément prend un temps O(1).
Vous trouverez ci-dessous la mise en œuvre des étapes ci-dessus.
C++
// C++ program to convert a left unbalanced BST to> // a balanced BST> #include> using> namespace> std;> struct> Node> {> >int> data;> >Node* left, *right;> };> /* This function traverse the skewed binary tree and> >stores its nodes pointers in vector nodes[] */> void> storeBSTNodes(Node* root, vector &nodes)> {> >// Base case> >if> (root==NULL)> >return>;> >// Store nodes in Inorder (which is sorted> >// order for BST)> >storeBSTNodes(root->à gauche, nœuds);> >nodes.push_back(root);> >storeBSTNodes(root->à droite, nœuds);> }> /* Recursive function to construct binary tree */> Node* buildTreeUtil(vector &nodes,>int> start,> >int> end)> {> >// base case> >if> (start>fin)> >return> NULL;> >/* Get the middle element and make it root */> >int> mid = (start + end)/2;> >Node *root = nodes[mid];> >/* Using index in Inorder traversal, construct> >left and right subtress */> >root->left = buildTreeUtil(nodes, start, mid-1);> >root->right = buildTreeUtil(nodes, mid+1, end);> >return> root;> }> // This functions converts an unbalanced BST to> // a balanced BST> Node* buildTree(Node* root)> {> >// Store nodes of given BST in sorted order> >vector nodes;> >storeBSTNodes(root, nodes);> >// Constructs BST from nodes[]> >int> n = nodes.size();> >return> buildTreeUtil(nodes, 0, n-1);> }> // Utility function to create a new node> Node* newNode(>int> data)> {> >Node* node =>new> Node;> >node->données = données ;> >node->gauche = nœud->droite = NULL;> >return> (node);> }> /* Function to do preorder traversal of tree */> void> preOrder(Node* node)> {> >if> (node == NULL)> >return>;> >printf>(>'%d '>, node->données);> >preOrder(node->à gauche);> >preOrder(node->à droite);> }> // Driver program> int> main()> {> >/* Constructed skewed binary tree is> >10> >/> >8> >/> >7> >/> >6> >/> >5 */> >Node* root = newNode(10);> >root->gauche = nouveauNode(8);> >root->gauche->gauche = newNode(7);> >root->gauche->gauche->gauche = newNode(6);> >root->gauche->gauche->gauche->gauche = newNode(5);> >root = buildTree(root);> >printf>(>'Preorder traversal of balanced '> >'BST is :
'>);> >preOrder(root);> >return> 0;> }> |
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// Java program to convert a left unbalanced BST to a balanced BST> import> java.util.*;> /* A binary tree node has data, pointer to left child> >and a pointer to right child */> class> Node> {> >int> data;> >Node left, right;> >public> Node(>int> data)> >{> >this>.data = data;> >left = right =>null>;> >}> }> class> BinaryTree> {> >Node root;> >/* This function traverse the skewed binary tree and> >stores its nodes pointers in vector nodes[] */> >void> storeBSTNodes(Node root, Vector nodes)> >{> >// Base case> >if> (root ==>null>)> >return>;> >// Store nodes in Inorder (which is sorted> >// order for BST)> >storeBSTNodes(root.left, nodes);> >nodes.add(root);> >storeBSTNodes(root.right, nodes);> >}> >/* Recursive function to construct binary tree */> >Node buildTreeUtil(Vector nodes,>int> start,> >int> end)> >{> >// base case> >if> (start>fin)> >return> null>;> >/* Get the middle element and make it root */> >int> mid = (start + end) />2>;> >Node node = nodes.get(mid);> >/* Using index in Inorder traversal, construct> >left and right subtress */> >node.left = buildTreeUtil(nodes, start, mid ->1>);> >node.right = buildTreeUtil(nodes, mid +>1>, end);> >return> node;> >}> >// This functions converts an unbalanced BST to> >// a balanced BST> >Node buildTree(Node root)> >{> >// Store nodes of given BST in sorted order> >Vector nodes =>new> Vector();> >storeBSTNodes(root, nodes);> >// Constructs BST from nodes[]> >int> n = nodes.size();> >return> buildTreeUtil(nodes,>0>, n ->1>);> >}> >/* Function to do preorder traversal of tree */> >void> preOrder(Node node)> >{> >if> (node ==>null>)> >return>;> >System.out.print(node.data +>' '>);> >preOrder(node.left);> >preOrder(node.right);> >}> >// Driver program to test the above functions> >public> static> void> main(String[] args)> >{> >/* Constructed skewed binary tree is> >10> >/> >8> >/> >7> >/> >6> >/> >5 */> >BinaryTree tree =>new> BinaryTree();> >tree.root =>new> Node(>10>);> >tree.root.left =>new> Node(>8>);> >tree.root.left.left =>new> Node(>7>);> >tree.root.left.left.left =>new> Node(>6>);> >tree.root.left.left.left.left =>new> Node(>5>);> >tree.root = tree.buildTree(tree.root);> >System.out.println(>'Preorder traversal of balanced BST is :'>);> >tree.preOrder(tree.root);> >}> }> // This code has been contributed by Mayank Jaiswal(mayank_24)> |
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Python3
# Python3 program to convert a left> # unbalanced BST to a balanced BST> import> sys> import> math> # A binary tree node has data, pointer to left child> # and a pointer to right child> class> Node:> >def> __init__(>self>,data):> >self>.data>=>data> >self>.left>=>None> >self>.right>=>None> # This function traverse the skewed binary tree and> # stores its nodes pointers in vector nodes[]> def> storeBSTNodes(root,nodes):> > ># Base case> >if> not> root:> >return> > ># Store nodes in Inorder (which is sorted> ># order for BST)> >storeBSTNodes(root.left,nodes)> >nodes.append(root)> >storeBSTNodes(root.right,nodes)> # Recursive function to construct binary tree> def> buildTreeUtil(nodes,start,end):> > ># base case> >if> start>fin :> >return> None> ># Get the middle element and make it root> >mid>=>(start>+>end)>/>/>2> >node>=>nodes[mid]> ># Using index in Inorder traversal, construct> ># left and right subtress> >node.left>=>buildTreeUtil(nodes,start,mid>->1>)> >node.right>=>buildTreeUtil(nodes,mid>+>1>,end)> >return> node> # This functions converts an unbalanced BST to> # a balanced BST> def> buildTree(root):> > ># Store nodes of given BST in sorted order> >nodes>=>[]> >storeBSTNodes(root,nodes)> ># Constructs BST from nodes[]> >n>=>len>(nodes)> >return> buildTreeUtil(nodes,>0>,n>->1>)> # Function to do preorder traversal of tree> def> preOrder(root):> >if> not> root:> >return> >print>(>'{} '>.>format>(root.data),end>=>'')> >preOrder(root.left)> >preOrder(root.right)> # Driver code> if> __name__>=>=>'__main__'>:> ># Constructed skewed binary tree is> ># 10> ># /> ># 8> ># /> ># 7> ># /> ># 6> ># /> ># 5> >root>=> Node(>10>)> >root.left>=> Node(>8>)> >root.left.left>=> Node(>7>)> >root.left.left.left>=> Node(>6>)> >root.left.left.left.left>=> Node(>5>)> >root>=> buildTree(root)> >print>(>'Preorder traversal of balanced BST is :'>)> >preOrder(root)> > # This code has been contributed by Vikash Kumar 37> |
paramètre dans le script shell
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C#
using> System;> using> System.Collections.Generic;> // C# program to convert a left unbalanced BST to a balanced BST> /* A binary tree node has data, pointer to left child> >and a pointer to right child */> public> class> Node> {> >public> int> data;> >public> Node left, right;> >public> Node(>int> data)> >{> >this>.data = data;> >left = right =>null>;> >}> }> public> class> BinaryTree> {> >public> Node root;> >/* This function traverse the skewed binary tree and> >stores its nodes pointers in vector nodes[] */> >public> virtual> void> storeBSTNodes(Node root, List nodes)> >{> >// Base case> >if> (root ==>null>)> >{> >return>;> >}> >// Store nodes in Inorder (which is sorted> >// order for BST)> >storeBSTNodes(root.left, nodes);> >nodes.Add(root);> >storeBSTNodes(root.right, nodes);> >}> >/* Recursive function to construct binary tree */> >public> virtual> Node buildTreeUtil(List nodes,>int> start,>int> end)> >{> >// base case> >if> (start>fin)> >{> >return> null>;> >}> >/* Get the middle element and make it root */> >int> mid = (start + end) / 2;> >Node node = nodes[mid];> >/* Using index in Inorder traversal, construct> >left and right subtress */> >node.left = buildTreeUtil(nodes, start, mid - 1);> >node.right = buildTreeUtil(nodes, mid + 1, end);> >return> node;> >}> >// This functions converts an unbalanced BST to> >// a balanced BST> >public> virtual> Node buildTree(Node root)> >{> >// Store nodes of given BST in sorted order> >List nodes =>new> List();> >storeBSTNodes(root, nodes);> >// Constructs BST from nodes[]> >int> n = nodes.Count;> >return> buildTreeUtil(nodes, 0, n - 1);> >}> >/* Function to do preorder traversal of tree */> >public> virtual> void> preOrder(Node node)> >{> >if> (node ==>null>)> >{> >return>;> >}> >Console.Write(node.data +>' '>);> >preOrder(node.left);> >preOrder(node.right);> >}> >// Driver program to test the above functions> >public> static> void> Main(>string>[] args)> >{> >/* Constructed skewed binary tree is> >10> >/> >8> >/> >7> >/> >6> >/> >5 */> >BinaryTree tree =>new> BinaryTree();> >tree.root =>new> Node(10);> >tree.root.left =>new> Node(8);> >tree.root.left.left =>new> Node(7);> >tree.root.left.left.left =>new> Node(6);> >tree.root.left.left.left.left =>new> Node(5);> >tree.root = tree.buildTree(tree.root);> >Console.WriteLine(>'Preorder traversal of balanced BST is :'>);> >tree.preOrder(tree.root);> >}> }> >// This code is contributed by Shrikant13> |
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Javascript
chaîne java indexof
> >// JavaScript program to convert a left> >// unbalanced BST to a balanced BST> > >class Node> >{> >constructor(data) {> >this>.left =>null>;> >this>.right =>null>;> >this>.data = data;> >}> >}> > >let root;> > >/* This function traverse the skewed binary tree and> >stores its nodes pointers in vector nodes[] */> >function> storeBSTNodes(root, nodes)> >{> >// Base case> >if> (root ==>null>)> >return>;> > >// Store nodes in Inorder (which is sorted> >// order for BST)> >storeBSTNodes(root.left, nodes);> >nodes.push(root);> >storeBSTNodes(root.right, nodes);> >}> > >/* Recursive function to construct binary tree */> >function> buildTreeUtil(nodes, start, end)> >{> >// base case> >if> (start>fin)> >return> null>;> > >/* Get the middle element and make it root */> >let mid = parseInt((start + end) / 2, 10);> >let node = nodes[mid];> > >/* Using index in Inorder traversal, construct> >left and right subtress */> >node.left = buildTreeUtil(nodes, start, mid - 1);> >node.right = buildTreeUtil(nodes, mid + 1, end);> > >return> node;> >}> > >// This functions converts an unbalanced BST to> >// a balanced BST> >function> buildTree(root)> >{> >// Store nodes of given BST in sorted order> >let nodes = [];> >storeBSTNodes(root, nodes);> > >// Constructs BST from nodes[]> >let n = nodes.length;> >return> buildTreeUtil(nodes, 0, n - 1);> >}> > >/* Function to do preorder traversal of tree */> >function> preOrder(node)> >{> >if> (node ==>null>)> >return>;> >document.write(node.data +>' '>);> >preOrder(node.left);> >preOrder(node.right);> >}> > >/* Constructed skewed binary tree is> >10> >/> >8> >/> >7> >/> >6> >/> >5 */> >root =>new> Node(10);> >root.left =>new> Node(8);> >root.left.left =>new> Node(7);> >root.left.left.left =>new> Node(6);> >root.left.left.left.left =>new> Node(5);> >root = buildTree(root);> >document.write(>'Preorder traversal of balanced BST is :'> +>''>);> >preOrder(root);> > > |
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>Sortir
Preorder traversal of balanced BST is : 7 5 6 8 10>
Complexité temporelle : O(n), car nous parcourons simplement l'arbre deux fois. Une fois en parcours ordonné puis en construction de l'arbre équilibré.
Espace auxiliaire : O(n), L'espace supplémentaire est utilisé pour stocker les nœuds du parcours inorder dans le vecteur. De plus, l'espace supplémentaire occupé par la pile d'appels récursifs est O(h) où h est la hauteur de l'arborescence.
Cet article est contribué Aditya Goel . Si vous aimez techcodeview.com et souhaitez contribuer, vous pouvez également rédiger un article et envoyer votre article à [email protected]