AVL树实现

  • 一、AVL的概念
  • 二、AVL树的实现
    • 1、AVL树的结构
    • 2、AVL树的插入
      • (1)、AVL树插入一个值的大概过程
      • (2)、平衡因子更新
        • 更新原则
        • 更新停止条件
        • 插入结点及更新平衡因子的代码实现
    • 3、旋转
      • (1)、旋转的原则
      • (2)、右单旋
      • (3)、右单旋代码实现
      • (4)、左单旋
      • (5)、左单旋代码实现
      • (6)、左右双旋
      • (7)、左右双旋代码实现
      • (8)、右左双旋
      • (9)、右左双旋代码实现
    • 4、AVL树的查找
    • 5、AVL树平衡检测
    • 6、AVL树的删除
  • 三、AVL树完整实现代码

不需要手撕实现,下节红黑树同理。

一、AVL的概念

  • AVL树是最先发明的自平衡二叉查找树,AVL是一颗空树,或者具备下列性质的二叉搜索树(AVL树的前提条件):它的左右子树都是AVL树,且左右子树的高度差的绝对值不超过1(AVL树的条件)。AVL树是一颗高度平衡搜索二叉树,通过控制高度差去控制平衡。
  • AVL树得名于它的发明者G. M. Adelson-Velsky和E. M. Landis,是两个前苏联的科学家,他们在1962年的论文《An algorithm for the organization of information》中发表了它。
  • AVL树实现这里我们引入一个平衡因子(balance factor)的概念,每个结点都有一个平衡因子,任何结点的平衡因子等于右子树的高度减去左子树的高度,也就是说任何结点的平衡因子等于0/1/-1,AVL树并不是必须要平衡因子,但是有了平衡因子可以更方便我们去进行观察和控制树是否平衡,就像一个风向标一样。
  • 思考一下为什么AVL树是高度平衡搜索二叉树,要求高度差不超过1,而不是高度差是0呢?0不是更好的平衡吗?画图分析我们发现,不是不想这样设计,而是有些情况是做不到高度差是0的。比如一棵树是2个结点,4个结点等情况下,高度差最好就是1,无法做到高度差是0。
  • AVL树整体结点数量和分布和完全二叉树类似,高度可以控制在O(logN) ,那么增删查改的效率也可以控制在O(logN) ,相比二叉搜索树有了本质的提升。

在这里插入图片描述

二、AVL树的实现

1、AVL树的结构

template<class K, class V>
struct AVLTreeNode
{// 需要parent指针,后续更新平衡因子可以看到pair<K, V> _kv;AVLTreeNode<K, V>* _left;AVLTreeNode<K, V>* _right; AVLTreeNode<K, V>* _parent;int _bf;// balance factorAVLTreeNode(const pair<K, V>& kv):_kv(kv),_left(nullptr),_right(nullptr),_parent(nullptr),_bf(0){ }
};template<class K, class V>
class AVLTree
{typedef AVLTreeNode<K, V> Node;
public:// ...
private:Node* _root = nullptr;
};

2、AVL树的插入

(1)、AVL树插入一个值的大概过程

  1. 插入一个值按二叉搜索树规则进行插入。
  2. 新增结点以后,不会影响所有的结点,只会影响祖先结点的高度,也就是可能会影响部分祖先路径上的结点的平衡因子,所以更新从新增结点->根结点路径上的平衡因子,实际中最坏情况下要更新到根,有些情况更新到中间就可以停止了,具体情况我们下面再详细分析。
  3. 更新平衡因子过程中没有出现问题,则插入结束。
  4. 更新平衡因子过程中出现不平衡,对不平衡子树旋转,旋转后本质调平衡的同时,本质降低了子树的高度,不会再影响上一层,所以插入结束。

(2)、平衡因子更新

更新原则
  • 平衡因子 = 右子树高度-左子树高度。
  • 只有子树高度变化才会影响当前结点平衡因子。
  • 插入结点,会增加高度,所以新增结点在parent的右子树,parent的平衡因子++,新增结点在parent的左子树,parent平衡因子--
  • parent所在子树的高度是否变化决定了是否会继续往上更新。
更新停止条件
  • 更新后parent的平衡因子等于0,更新中parent的平衡因子变化为 -1->0 或者 1->0,说明更新前parent子树一边高一边低,新增的结点插入在低的那边,插入后parent所在的子树高度不变,不会影响parent的父亲结点的平衡因子,更新结束。
  • 更新后parent的平衡因子等于 1 或 -1,更新前更新中parent的平衡因子变化为 0->1 或者 0->-1,说明更新前parent子树两边一样高,新增的插入结点后,parent所在的子树一边高一边低,parent所在的子树符合平衡要求,但是高度增加了 1,会影响parent的父亲结点的平衡因子,所以要继续向上更新。
  • 更新后parent的平衡因子等于 2 或 -2,更新前更新中parent的平衡因子变化为 1->2 或者 -1->-2,说明更新前parent子树一边高一边低,新增的插入结点在高的那边,parent所在的子树高的那边更高了,破坏了平衡,parent所在的子树不符合平衡要求,需要旋转处理,旋转的目标有两个:1、把parent子树旋转平衡。2、降低parent子树的高度,恢复到插入结点以前的高度。所以旋转后也不需要继续往上更新,插入结束。
  • 不断更新,更新到根,根的平衡因子是 1 或 -1 也停止了。

更新到10结点,平衡因子为2,10所在的子树已经不平衡,需要旋转处理
在这里插入图片描述

更新到中间结点,3为根的子树高度不变,不会影响上一层,更新结束

在这里插入图片描述

最坏更新到根停止

在这里插入图片描述

插入结点及更新平衡因子的代码实现
bool Insert(const pair<K, V>& kv)
{if (_root == nullptr){_root = new Node(kv);return true;}Node* cur = _root;Node* parent = nullptr;while (cur){if (cur->_kv.first < kv.first){parent = cur;cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > kv.first){parent = cur;cur = cur->_left;}else{return false;}}cur = new Node(kv);if (parent->_kv.first < kv.first)parent->_right = cur;elseparent->_left = cur;cur->_parent = parent;// 更新平衡因子while (parent){// 更新平衡因子if (cur == parent->_left)parent->_bf--;elseparent->_bf++;if (parent->_bf == 0){// 更新结束break;}else if (parent->_bf == 1 || parent->_bf == -1){// 继续往上更新cur = parent;parent = parent->_parent;}else if (parent->_bf == 2 || parent->_bf == -2){// 不平衡了,旋转处理break;}else{// 相当于程序走到这里就报错assert(false);}}return true;
}

3、旋转

(1)、旋转的原则

  1. 保持搜索树的规则。
  2. 让旋转的树从不满足变平衡,其次降低旋转树的高度。
    旋转总共分为四种,左单旋/右单旋/左右双旋/右左双旋。
    说明:下面的图中,有些结点我们给的是具体值,如10和5等结点,这里是为了方便讲解,实际中是什么值都可以,只要大小关系符合搜索树的性质即可。

(2)、右单旋

  • 本图1展示的是10为根的树,有a/b/c抽象为三棵高度为h的子树(h>=0),a/b/c均符合AVL树的要求。10可能是整棵树的根,也可能是一个整棵树中局部的子树的根。这里a/b/c是高度为h的子树,是一种概括抽象表示,他代表了所有右单旋的场景,实际右单旋形态有很多种,具体图2/图3/图4/图5进行了详细描述。
  • 在a子树中插入一个新结点(在a子树的左/右边都可以插入),导致a子树的高度从h变成h+1,不断向上更新平衡因子,导致10的平衡因子从-1变成-2,10为根的树左右高度差超过1,违反平衡规则。10为根的树左边太高了,需要往右边旋转,控制两棵树的平衡。
  • 旋转核心步骤,因为5 < b子树的值 < 10,将b变成10的左子树,10变成5的右子树,5变成这棵树新的根(右单旋三步骤),符合搜索树的规则,控制了平衡,同时这棵的高度恢复到了插入之前的h+2,符合旋转原则。如果插入之前10整棵树的一个局部子树,旋转后不会再影响上一层,插入结束了。

图4:b和c各有3种高度为2的AVL子树,子树a有4种插入位置。
图5:y-C(y杠C),下面叶子结点保留4个就是x。b和c各有15(y-C14种再加上x一种)种情况。

在这里插入图片描述

(3)、右单旋代码实现

void RotateR(Node* parent)
{Node* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;// 需要注意除了要修改孩子指针指向,还要修改父亲parent->_left = subLR;if (subLR)subLR->_parent = parent;subL->_right = parent;parent->_parent = subL;Node* parentParent = parent->_parent;// parent有可能是整棵树的根,也可能是局部的子树的根// 如果是整棵树的根,要修改_root// 如果是局部的指针要跟上一层链接if (parentParent == nullptr){_root = subL;subL->_parent = nullptr;}else{if (parentParent->_left == parent){parentParent->_left = subL;}else{parentParent->_right = subL;}subL->_parent = parentParent;}parent->_bf = subL->_bf = 0;
}

(4)、左单旋

  • 本图6展示的是10为根的树,有a/b/c抽象为三棵高度为h的子树(h>=0),a/b/c均符合AVL树的要求。10可能是整棵树的根,也可能是一个整棵树中局部的子树的根。这里a/b/c是高度为h的子树,是一种概括抽象表示,他代表了所有右单旋的场景,实际右单旋形态有很多种,具体跟上面左旋类似。
  • 在a子树中插入一个新结点,导致a子树的高度从h变成h+1,不断向上更新平衡因子,导致10的平衡因子从1变成2,10为根的树左右高度差超过1,违反平衡规则。10为根的树右边太高了,需要往左边旋转,控制两棵树的平衡。
  • 旋转核心步骤,因为10 < b子树的值 < 15,将b变成10的右子树,10变成15的左子树,15变成这棵树新的根,符合搜索树的规则,控制了平衡,同时这棵的高度恢复到了插入之前的h+2,符合旋转原则。如果插入之前10整棵树的一个局部子树,旋转后不会再影响上一层,插入结束了。

在这里插入图片描述

(5)、左单旋代码实现

void RotateL(Node* parent)
{Node* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;parent->_right = subRL;if (subRL)subRL->_parent = parent;subR->_left = parent;parent->_parent = subR;Node* parentParent = parent->_parent;if (parentParent == nullptr){_root = subR;subR->_parent = nullptr;}else{if (parentParent->_left == parent){parentParent->_left = subR;}else{parentParent->_right = subR;}subR->_parent = parentParent;}parent->_bf = subR->_bf = 0;
}

(6)、左右双旋

左右双旋特点:parent和subL的平衡因子是异号。

通过图7和图8可以看到,左边高时,如果插入位置不是在a子树,而是插入在b子树,b子树高度从h变成h+1,引发旋转,右单旋无法解决问题,右单旋后,我们的树依旧不平衡。右单旋解决的纯粹的左边高,但是插入在b子树中,10为跟的子树不再是单纯的左边高,对于10是左边高,但是对于5是右边高,需要用两次旋转才能解决,以5为旋转点进行一个左单旋,以10为旋转点进行一个右单旋,这棵树这棵树就平衡了。

在这里插入图片描述

  • 图7和图8分别为左右双旋中h==0和h==1具体场景分析,下面我们将a/b/c子树抽象为高度h的AVL子树进行分析,另外我们需要把b子树的细节进一步展开为8和高度为h-1的左右子树e和f,因为我们要对b的父亲5为旋转点进行左单旋,左单旋需要动b树中的左子树。b子树中新增结点的位置不同,平衡因子更新的细节也不同,通过观察8的平衡因子不同,这里我们要分三个场景讨论。
  • 场景1:h >= 1时,新增结点插入在e子树,e子树高度从h-1并为h并不断更新8->5->10平衡因子,引发旋转,其中8的平衡因子为-1,旋转后8和5平衡因子为0,10平衡因子为1。
  • 场景2:h >= 1时,新增结点插入在f子树,f子树高度从h-1变为h并不断更新8->5->10平衡因子,引发旋转,其中8的平衡因子为1,旋转后8和10平衡因子为0,5平衡因子为-1。
  • 场景3:h == 0时,a/b/c都是空树,b自己就是一个新增结点,不断更新5->10平衡因子,引发旋转,其中8的平衡因子为0,旋转后8和10和5平衡因子均为0。

从结果看,b子树的根变成了整个树的根结点,左子树e是5的右孩子,右子树f是10的左孩子。
图9

(7)、左右双旋代码实现

void RotateLR(Node* parent)
{Node* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;int bf = subLR->_bf;RotateL(parent->_left);RotateR(parent);if (bf == -1){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 1;}else if (bf == 1){subL->_bf = -1;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 0){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else{assert(false);}
}

(8)、右左双旋

右左双旋特点:parent和subR的平衡因子是异号。

  • 跟左右双旋类似,下面我们将a/b/c子树抽象为高度h的AVL子树进行分析,另外我们需要把b子树的细节进一步展开为12和高度为h-1的左右子树e和f,因为我们要对b的父亲15为旋转点进行右单旋,右单旋需要动b树中的右子树。b子树中新增结点的位置不同,平衡因子更新的细节也不同,通过观察12的平衡因子不同,这里我们要分三个场景讨论。
  • 场景1:h >= 1时,新增结点插入在e子树,e子树高度从h-1变为h并不断更新12->15->10平衡因子,引发旋转,其中12的平衡因子为-1,旋转后10和12平衡因子为0,15平衡因子为1。
  • 场景2:h >= 1时,新增结点插入在f子树,f子树高度从h-1变为h并不断更新12->15->10平衡因子,引发旋转,其中12的平衡因子为1,旋转后15和12平衡因子为0,10平衡因子为-1。
  • 场景3:h == 0时,a/b/c都是空树,b自己就是一个新增结点,不断更新15->10平衡因子,引发旋转,其中12的平衡因子为0,旋转后10和12和15平衡因子均为0。

从结果看,b子树的根变成了整个树的根结点,左子树e是10的右孩子,右子树f是15的右孩子。
在这里插入图片描述

(9)、右左双旋代码实现

void RotateRL(Node* parent)
{Node* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;int bf = subRL->_bf;RotateR(parent->_right);RotateL(parent);if (bf == -1){subR->_bf = 1;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 1){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = -1;}else if (bf == 0){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else{assert(false);}
}

4、AVL树的查找

按二叉搜索树逻辑实现即可,搜索效率为 O(logN)

Node* Find(const K& key)
{Node* cur = _root;while (cur){if (cur->_kv.first < key){cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > key){cur = cur->_left;}else{return cur;}}return nullptr;
}

5、AVL树平衡检测

我们实现的AVL树是否合格,我们通过检查左右子树高度差的的程序进行反向验证,同时检查一下结点的平衡因子更新是否出现了问题。

int _Height(Node* root)
{if (nullptr == root)return 0;int leftHeight = _Height(root->_left);int rightHeight = _Height(root->_right);return leftHeight > rightHeight ? leftHeight + 1 : rightHeight + 1;
}
bool _IsBalanceTree(Node* root)
{// 空树也是AVL树if (nullptr == root)return true;// 计算pRoot结点的平衡因子:即pRoot左右子树的高度差int leftHeight = _Height(root->_left);int rightHeight = _Height(root->_right);int diff = rightHeight - leftHeight;// 如果计算出的平衡因子与pRoot的平衡因子不相等,// 或者pRoot平衡因子的绝对值超过1,则一定不是AVL树if (abs(diff) >= 2){cout << root->_kv.first << "高度差异常" << endl;return false;}if (root->_bf != diff){cout << root->_kv.first << "平衡因子异常" << endl;return false;}// pRoot的左和右如果都是AVL树,则该树一定是AVL树return _IsBalanceTree(root->_left) && _IsBalanceTree(root->_right);
}
// 测试代码
void TestAVLTree1()
{AVLTree<int, int> t;// 常规的测试用例int a[] = { 16, 3, 7, 11, 9, 26, 18, 14, 15 };// 特殊的带有双旋场景的测试用例//int a[] = { 4, 2, 6, 1, 3, 5, 15, 7, 16, 14 };for (auto e : a){t.Insert({ e, e });}t.InOrder();cout << t.IsBalanceTree() << endl;
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

双旋测试用例下,若是把双旋代码屏蔽平衡因子的部分:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

调试画出二叉树:
在这里插入图片描述

若不知道是双旋代码出现了问题,那么这种错误怎么查出来呢?——插入一个值就打印一个值。

发现是因为插入14时才引发的平衡因子异常问题,所以就去调试14的问题:

在这里插入图片描述

但是可能会出现跳过14的问题,或者数据量庞大时可能会按很久的F5键,这时可以用上条件断点。

在这里插入图片描述

但是断点有时麻烦,还有更简单的方法,空语句断不住,所以可以随便写一个语句,这里写的就是定义变量x的语句:

在这里插入图片描述
再把这棵树画出来,插入14结点并更新平衡因子:

在这里插入图片描述
最后发现是平衡因子调节的问题。

双旋平衡因子代码注释解开再运行没问题:

在这里插入图片描述

AVL树(二叉树)越往下增加一层所得的结点总数是越多的,导致高度变化不快,进而搜索效率很高。

// 插入一堆随机值,测试平衡,顺便测试一下高度和性能等
void TestAVLTree2()
{const int N = 100000;vector<int> v;v.reserve(N);srand(time(0));for (size_t i = 0; i < N; i++){v.push_back(rand() + i);}size_t begin2 = clock();AVLTree<int, int> t;for (auto e : v){t.Insert(make_pair(e, e));}size_t end2 = clock();// 测试Insert的性能cout << "Insert:" << end2 - begin2 << endl;cout << t.IsBalanceTree() << endl;cout << "Height:" << t.Height() << endl;cout << "Size:" << t.Size() << endl;size_t begin1 = clock();// 确定在的值/*for (auto e : v){t.Find(e);}*/// 随机值for (size_t i = 0; i < N; i++){t.Find((rand() + i));}size_t end1 = clock();// 测试Find的性能cout << "Find:" << end1 - begin1 << endl;
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

6、AVL树的删除

AVL树的删除本章节不做讲解,也不需要掌握,有兴趣的可参考:《殷人昆 数据结构:用面向对象方法与C++语言描述》中讲解。

三、AVL树完整实现代码

// AVLTree.h
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;template<class K, class V>
struct AVLTreeNode
{// 需要parent指针,后续更新平衡因子可以看到pair<K, V> _kv;AVLTreeNode<K, V>* _left;AVLTreeNode<K, V>* _right; AVLTreeNode<K, V>* _parent;int _bf;// balance factorAVLTreeNode(const pair<K, V>& kv):_kv(kv),_left(nullptr),_right(nullptr),_parent(nullptr),_bf(0){ }
};template<class K, class V>
class AVLTree
{typedef AVLTreeNode<K, V> Node;
public:bool Insert(const pair<K, V>& kv){if (_root == nullptr){_root = new Node(kv);return true;}Node* cur = _root;Node* parent = nullptr;while (cur){if (cur->_kv.first < kv.first){parent = cur;cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > kv.first){parent = cur;cur = cur->_left;}else{return false;}}cur = new Node(kv);if (parent->_kv.first < kv.first)parent->_right = cur;elseparent->_left = cur;cur->_parent = parent;// 更新平衡因子while (parent){// 更新平衡因子if (cur == parent->_left)parent->_bf--;elseparent->_bf++;if (parent->_bf == 0){// 更新结束break;}else if (parent->_bf == 1 || parent->_bf == -1){// 继续往上更新cur = parent;parent = parent->_parent;}else if (parent->_bf == 2 || parent->_bf == -2){// 单旋就是纯粹的左边高或者右边高// 双旋就是不是纯粹的一边高,比如:右子树高,右子树里面又是左子树高// 不平衡了,旋转处理if (parent->_bf == -2 && cur->_bf == -1){RotateR(parent);}else if (parent->_bf == 2 && cur->_bf == 1){RotateL(parent);}else if (parent->_bf == -2 && cur->_bf == 1){RotateLR(parent);}else if (parent->_bf == 2 && cur->_bf == -1){RotateRL(parent);}break;}else{assert(false);}}return true;}Node* Find(const K& key){Node* cur = _root;while (cur){if (cur->_kv.first < key){cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > key){cur = cur->_left;}else{return cur;}}return nullptr;}bool IsBalanceTree(){return _IsBalanceTree(_root);}void InOrder(){_InOrder(_root);cout << endl;}int Height(){return _Height(_root);}// 计算实际插入的值的个数,不支持值冗余int Size(){return _Size(_root);}
private:int _Size(Node* root){return root == nullptr ? 0 :_Size(root->_left) + _Size(root->_right) + 1;}int _Height(Node* root){if (nullptr == root)return 0;int leftHeight = _Height(root->_left);int rightHeight = _Height(root->_right);return leftHeight > rightHeight ? leftHeight + 1 : rightHeight + 1;}bool _IsBalanceTree(Node* root){// 空树也是AVL树if (nullptr == root)return true;// 计算pRoot结点的平衡因子:即pRoot左右子树的高度差int leftHeight = _Height(root->_left);int rightHeight = _Height(root->_right);int diff = rightHeight - leftHeight;// 如果计算出的平衡因子与pRoot的平衡因子不相等,// 或者pRoot平衡因子的绝对值超过1,则一定不是AVL树if (abs(diff) >= 2){cout << root->_kv.first << "高度差异常" << endl;return false;}if (root->_bf != diff){cout << root->_kv.first << "平衡因子异常" << endl;return false;}// pRoot的左和右如果都是AVL树,则该树一定是AVL树return _IsBalanceTree(root->_left) && _IsBalanceTree(root->_right);}void _InOrder(Node* root){if (root == nullptr)return;_InOrder(root->_left);cout << root->_kv.first << " ";_InOrder(root->_right);}void RotateR(Node* parent){Node* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;// 需要注意除了要修改孩子指针指向,还要修改父亲parent->_left = subLR;if (subLR)subLR->_parent = parent;Node* parentParent = parent->_parent;subL->_right = parent;parent->_parent = subL;// parent有可能是整棵树的根,也可能是局部的子树// 如果是整棵树的根,要修改_root// 如果是局部的指针要跟上一层链接if (parentParent == nullptr){_root = subL;subL->_parent = nullptr;}else{if (parentParent->_left == parent){parentParent->_left = subL;}else{parentParent->_right = subL;}subL->_parent = parentParent;}parent->_bf = subL->_bf = 0;}void RotateL(Node* parent){Node* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;parent->_right = subRL;if (subRL)subRL->_parent = parent;Node* parentParent = parent->_parent;subR->_left = parent;parent->_parent = subR;if (parentParent == nullptr){_root = subR;subR->_parent = nullptr;}else{if (parentParent->_left == parent){parentParent->_left = subR;}else{parentParent->_right = subR;}subR->_parent = parentParent;}parent->_bf = subR->_bf = 0;}void RotateLR(Node* parent){Node* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;int bf = subLR->_bf;RotateL(parent->_left);RotateR(parent);if (bf == -1){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 1;}else if (bf == 1){subL->_bf = -1;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 0){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else{assert(false);}}void RotateRL(Node* parent){Node* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;int bf = subRL->_bf;RotateR(parent->_right);RotateL(parent);if (bf == -1){subR->_bf = 1;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 1){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = -1;}else if (bf == 0){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else{assert(false);}}
private:Node* _root = nullptr;
};
// Test.cpp
#include "AVLTree.h"
#include <vector>
// 测试代码
void TestAVLTree1()
{AVLTree<int, int> t;// 常规的测试用例——只有单旋//int a[] = { 16, 3, 7, 11, 9, 26, 18, 14, 15 };// 特殊的带有双旋场景的测试用例int a[] = { 4, 2, 6, 1, 3, 5, 15, 7, 16, 14 };for (auto e : a){/*if (e == 14){int x = 0;}*/t.Insert({ e, e });/*cout << "Insert" << e << "->";cout << t.IsBalanceTree() << endl;*/}t.InOrder();cout << t.IsBalanceTree() << endl;
}
// 插入一堆随机值,测试平衡,顺便测试一下高度和性能等
void TestAVLTree2()
{const int N = 100000;vector<int> v;v.reserve(N);srand(time(0));for (size_t i = 0; i < N; i++){v.push_back(rand() + i);}size_t begin2 = clock();AVLTree<int, int> t;for (auto e : v){t.Insert(make_pair(e, e));}size_t end2 = clock();// 测试Insert的性能cout << "Insert:" << end2 - begin2 << endl;cout << t.IsBalanceTree() << endl;cout << "Height:" << t.Height() << endl;cout << "Size:" << t.Size() << endl;size_t begin1 = clock();// 确定在的值/*for (auto e : v){t.Find(e);}*/// 随机值for (size_t i = 0; i < N; i++){t.Find((rand() + i));}size_t end1 = clock();// 测试Find的性能cout << "Find:" << end1 - begin1 << endl;
}
int main()
{TestAVLTree2();return 0;
}

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摘要 本文详解C黑白棋AI实现&#xff0c;使用EasyX图形库打造完整人机对战系统。涵盖&#xff1a; 递归搜索算法&#xff08;动态规划优化&#xff09; 棋盘状态评估函数设计 图形界面与音效集成 胜负判定与用户交互 附完整可运行代码资源文件&#xff0c;提供AI难度调节方案…

树同构(Tree Isomorphism)

树同构&#xff08;Tree Isomorphism&#xff09;​​ 是图论中的一个经典问题&#xff0c;主要研究两棵树在结构上是否“相同”或“等价”&#xff0c;即是否存在一种节点的一一对应关系&#xff0c;使得两棵树的结构完全一致&#xff08;不考虑节点的具体标签或位置&#xff…

分享如何在保证画质的前提下缩小视频体积实用方案

大文件在通过互联网分享或上传时会遇到很多限制&#xff0c;比如电子邮件附件大小限制、社交媒体平台的文件大小要求等。压缩后的视频文件更小&#xff0c;更容易上传到网络、发送给他人或共享在社交平台上。它是一款无需安装的视频压缩工具&#xff0c;解压后直接运行&#xf…

SpringBoot 统一功能处理(拦截器、@ControllerAdvice、Spring AOP)

文章目录拦截器快速入门拦截器详解拦截路径拦截器执行流程全局控制器增强机制(ControllerAdvice)统一数据返回格式&#xff08;ControllerAdvice ResponseBodyAdvice&#xff09;​​全局异常处理机制​​&#xff08;ControllerAdvice ExceptionHandler&#xff09;全局数据…

建筑墙壁损伤缺陷分割数据集labelme格式7820张20类别

数据集格式&#xff1a;labelme格式(不包含mask文件&#xff0c;仅仅包含jpg图片和对应的json文件)图片数量(jpg文件个数)&#xff1a;7820标注数量(json文件个数)&#xff1a;7820标注类别数&#xff1a;20标注类别名称:["Graffiti","Bearing","Wets…

图书管理软件iOS(iPhone)

图书管理软件iOS(iPhone)开发进度表2025/07/19图书管理软件开发开始一&#xff1a;图书管理软件开发iOS&#xff08;iPhone&#xff09;

MySQL配置性能优化

技术文章大纲&#xff1a;MySQL配置性能优化赛 引言 介绍MySQL性能优化的重要性&#xff0c;特别是在高并发、大数据场景下的挑战。概述MySQL配置优化的核心方向&#xff08;如内存、查询、索引等&#xff09;。引出比赛目标&#xff1a;通过配置调整提升MySQL性能指标&#xf…

uniapp微信小程序 实现swiper与按钮实现上下联动

1. 需求&#xff1a;页面顶部展示n个小图标。当选中某个图标时&#xff0c;下方视图会相应切换&#xff1b;反之&#xff0c;当滑动下方视图时&#xff0c;顶部选中的图标也会同步更新。 2. 思路&#xff1a; 上方scroll-view 区域渲染图标&#xff0c;并且可左右滑动&#xff…

44.sentinel授权规则

授权规则是对请求者的身份做一个判断,有没有权限来访问。 需求:一般网关负责请求的转发到微服务,可以做身份判断。但是如果具体某个微服务的访问地址直接透露给了外部,不是经过网关访问过来的。那这种就没有经过网关也就无法进行身份判断了。这时候就需要sentinel的授权规…

[硬件电路-55]:绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的原理与应用

一、IGBT的原理&#xff1a;MOSFET与BJT的复合创新IGBT&#xff08;Insulated Gate Bipolar Transistor&#xff09;是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件&#xff0c;其核心设计融合了MOSFET&#xff08;金属氧化物半导体场效应晶体管&#xff09;的高输入阻抗&#xff0…

取消office word中的段落箭头标记

对于一个习惯用WPS的人来说&#xff0c;office word中的段落箭头让人非常难受&#xff0c;所以想要取消该功能点击文件-更多-选项然后在显示界面&#xff0c;找到段落标记&#xff0c;取消勾选即可最终效果

Win11 上使用 Qume 搭建银河麒麟V10 arm版虚拟机

安装全程需要下载3个文件&#xff0c;可在提前根据文章1.1、2.1、2.2网址下载。 1 QEMU软件简介与安装流程 QEMU&#xff08;Quick Emulator&#xff09;是一个开源软件&#xff0c;可以模拟不同的计算机硬件行为&#xff08;如模拟arm架构&#xff09;&#xff0c;并可以创建…

[Linux]进程 / PID

一、认识进程 --- PCB写一个死循环程序执行起来&#xff0c;观察进程ps ajx 显示所有进程用分号可以在命令行的一行中执行多条指令&#xff0c;也可以用 && &#xff1a;ps ajx | head -1 && ps ajx | grep proc终止掉进程后再查看&#xff1a;所以 ./p…

【人工智能99问】门控循环但单元(GRU)的结构和原理是什么?(13/99)

文章目录GRU&#xff08;Gated Recurrent Unit&#xff09;的结构与原理一、GRU的结构与原理1. 核心组件2. 计算原理&#xff08;数学公式&#xff09;二、GRU的使用场景三、GRU的优缺点优点&#xff1a;缺点&#xff1a;四、GRU的训练技巧五、GRU的关键改进六、GRU的相关知识与…

去中心化协作智能生态系统

摘要&#xff1a; 本报告深入HarmonyNet系统的工程实现细节&#xff0c;从开发者视角出发&#xff0c;提供了模块化的组件规范、基于API的数据交互协议、可直接执行的业务逻辑流程以及经过优化的、可渲染的系统图表。报告的核心在于将V2.0的高层架构转化为具体的模块接口&#…

FPGA自学——整体设计思路

FPGA自学——整体设计思路 1.设计定义 写一套硬件描述语言&#xff0c;能够在指定的硬件平台上实现响应的功能 根据想要实现的功能进行设定&#xff08;如&#xff1a;让LED一秒闪烁一次&#xff09; 2.设计输入 方法&#xff1a; 编写逻辑&#xff1a;使用verilog代码描述逻辑…

ubuntu下好用的录屏软件

​ 以下是 vokoscreen 的安装教程,适用于 Linux 系统。vokoscreen 是一款简单易用的屏幕录制工具,支持录制屏幕、摄像头和音频。 安装 vokoscreen vokoscreen 提供了多种安装方式,包括通过包管理器、Deb 包或 AppImage 文件。 方法 1:通过 apt 安装(Ubuntu/Debian) su…

web安全漏洞的原理、危害、利用方式及修复方法

1. 原理 Web安全漏洞通常是由于Web应用程序在设计、编码或配置过程中存在缺陷导致的。这些缺陷可能使攻击者能够获取敏感数据、破坏应用程序或利用其进行其他恶意活动。2. 常见危害数据泄露&#xff1a;攻击者可能窃取用户的个人信息、密码、信用卡信息等敏感数据。会话劫持&am…