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一步一步寫算法(之排序二叉樹刪除-1)

編輯:關於C語言

 

【 聲明:版權所有,歡迎轉載,請勿用於商業用途。  聯系信箱:feixiaoxing @163.com】

 

 

 

 

    相比較節點的添加,平衡二叉樹的刪除要復雜一些。因為在刪除的過程中,你要考慮到不同的情況,針對每一種不同的情況,你要有針對性的反應和調整。所以在代碼編寫的過程中,我們可以一邊寫代碼,一邊寫測試用例。編寫測試用例不光可以驗證我們編寫的代碼是否正確,還能不斷提高我們開發代碼的自信心。這樣,即使我們在開發過程對代碼進行修改或者優化也不會擔心害怕。然而看起來編寫測試用例是一個繁雜的過程,但是從長期的收益來看,編寫測試用例的成本是非常低廉的。

 

    在排序二叉樹的刪除過程當中,我們應該怎麼做呢?大家不用擔心,只要按照我們下面的介紹一步一步往下做就可以了,大體上分為下面三個步驟:

 

    1)判斷參數的合法性,判斷參數是否在當前的二叉樹當中

 

    2)刪除的節點是根節點,此時應該怎麼調整

 

    3)刪除的節點是普通節點,此時又應該怎麼調整

 

    閒話不多說,下面看看我們的代碼是怎麼設計的?

 

   1、判斷參數的合法性,同時判斷當前的二叉樹是否含有相關數據

 

    1.1 判斷輸入參數是否合法

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

    return TRUE; 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

       return TRUE;

}    那麼此時測試用例怎麼寫呢?

 

 

static void test1() 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(FALSE == delete_node_from_tree(NULL, 10)); 

    assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

static void test1()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(FALSE == delete_node_from_tree(NULL, 10));

       assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

}    注: 上面的測試用例說明當指針為空或者指針的指針為空,函數返回FALSE。

 

    1.2 判斷輸入數據是否存在

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    return TRUE; 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       return TRUE;

}    此時,我們設計一種當前指針合法,但是刪除數據不存在的測試用例。

 

 

static void test2() 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    pTreeNode = create_tree_node(10); 

    assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 11)); 

    free(pTreeNode); 

static void test2()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       pTreeNode = create_tree_node(10);

       assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 11));

       free(pTreeNode);

}    注: 上面的測試用例根節點為10,但是刪除的數據為11,單步跟蹤,驗證我們編寫的代碼是否正確。

 

 

 

    2、刪除的數據是根節點數據

 

    2.1 刪除根數據時,根節點沒有左子樹,沒有右子樹情形

 

 

/*

*               

*         10          ======>    NULL

*        /  \

*      NULL  NULL

*/ 

/*

*              

*         10          ======>    NULL

*        /  \

*      NULL  NULL

*/    那麼此時代碼應該怎麼寫呢?我們可以試一試。

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

        if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = NULL; 

        } 

         

        free(pTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return TRUE; 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

              if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = NULL;

              }

             

              free(pTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return TRUE;

}    我們的代碼明顯越來越長,我們要保持耐心。此時,該是我們添加新測試用例的時候了。

 

 

static void test3() 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    pTreeNode = create_tree_node(10); 

    assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(NULL == pTreeNode); 

static void test3()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       pTreeNode = create_tree_node(10);

       assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(NULL == pTreeNode);

}

    2.2 刪除根數據時,只有左子樹節點,沒有右子樹節點

/*

*               

*         10          ======>    5

*        /  \                  /  \

*      5  NULL                3    NULL

*     /                      

*    3

*/ 

/*

*              

*         10          ======>    5

*        /  \                  /  \

*      5  NULL                3    NULL

*     /                     

*    3

*/    很明顯,我們只需要把用左子樹節點代替原來的根節點即可。

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

        if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = NULL; 

        }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = pTreeNode->left_child; 

            pTreeNode->left_child->parent = NULL; 

        } 

         

        free(pTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return TRUE; 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

              if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = NULL;

              }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = pTreeNode->left_child;

                     pTreeNode->left_child->parent = NULL;

              }

             

              free(pTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return TRUE;

}

    這個時候,我們可以添加新的測試用例,分別添加10、5、3,然後刪除10。

 

 

static void test4() 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 5)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 3)); 

    assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(5 == pTreeNode->data); 

    assert(NULL == pTreeNode->parent); 

    free(pTreeNode->left_child); 

    free(pTreeNode); 

static void test4()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 5));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 3));

       assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(5 == pTreeNode->data);

       assert(NULL == pTreeNode->parent);

       free(pTreeNode->left_child);

       free(pTreeNode);

}    2.3 刪除根數據時,沒有左子樹節點,只有右子樹節點

 

 

/*

*               

*         10          ======>    15

*        /  \                   /   \

*     NULL  15               NULL    20

*             \

*             20

*/ 

/*

*              

*         10          ======>    15

*        /  \                   /   \

*     NULL  15               NULL    20

*             \

*             20

*/    上面的代碼表示了節點的刪除過程。我們可以按照這個流程編寫代碼。

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

        if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = NULL; 

        }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = pTreeNode->left_child; 

            pTreeNode->left_child->parent = NULL; 

        }else if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL != pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = pTreeNode->right_child; 

            pTreeNode->right_child->parent = NULL; 

        } 

         

        free(pTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return TRUE; 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

              if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = NULL;

              }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = pTreeNode->left_child;

                     pTreeNode->left_child->parent = NULL;

              }else if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL != pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = pTreeNode->right_child;

                     pTreeNode->right_child->parent = NULL;

              }

             

              free(pTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return TRUE;

}    添加測試用例,依次添加10、15、20,然後刪除數據10。

 

 

static void test5() 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 15)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 20)); 

    assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(15 == pTreeNode->data); 

    assert(NULL == pTreeNode->parent); 

    free(pTreeNode->right_child); 

    free(pTreeNode); 

static void test5()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 15));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 20));

       assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(15 == pTreeNode->data);

       assert(NULL == pTreeNode->parent);

       free(pTreeNode->right_child);

       free(pTreeNode);

}

    2.4刪除數據的左右節點都存在

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