Treap:

一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),結(jié)合了二叉搜索樹和堆的特點,為了避免BST樹插入有序數(shù)列時一邊樹過高的問題,引入了隨機權(quán)值,在插入時進行隨機權(quán)值的比較來進行左旋右旋的操作,進而達到平衡的效果,目的與avl類似,但操作方便,代碼更加簡潔。支持插入節(jié)點、刪除節(jié)點、求第x大的節(jié)點、求權(quán)值為x的節(jié)點的排名、求權(quán)值比x小的大節(jié)點、求權(quán)值比x大的最小節(jié)點
除建樹外,各操作時間復(fù)雜度均為O(logn)
#include#include#include#include#includeusing namespace std;
struct Node {
int data;
Node *left;
Node *right;
int priority;
int size;
int cnt;
Node(int value, int level) : data(value), left(NULL), right(NULL), priority(level), size(1), cnt(1) {}
};
class Treap {
private:
Node *root;
void leftRotate(Node* &p); //左旋
void rightRotate(Node* &p); //右旋
void insert(Node* &p, int value); //插入節(jié)點的遞歸寫法
void remove(Node* &p, int value); //刪除節(jié)點的遞歸寫法
int get_rank_by_value(Node* &p, int value); //通過排名獲取節(jié)點值的遞歸寫法
int get_value_by_rank(Node* &p, int rank); //通過節(jié)點值獲取排名的遞歸寫法
int get_prev(Node* &p, int value); //找到節(jié)點的前驅(qū)的遞歸寫法
int get_next(Node* &p, int value); //找到節(jié)點的后繼的遞歸寫法
void pushup(Node* &p); //更新節(jié)點的參數(shù)
public:
Treap();
void insert(int value);
void remove(int x);
bool search(int x);
int get_rank_by_value(int value);
int get_value_by_rank(int rank);
int get_prev(int value);
int get_next(int value);
bool empty(); //判斷是否樹為空
};
Treap::Treap() {
root = NULL;
}
void Treap::pushup(Node* &p){
if(!p) return;
p->size = 0;
if(p->left) p->size += p->left->size;
if(p->right) p->size += p->right->size;
p->size += p->cnt;
}
void Treap::leftRotate(Node* &p) {
Node *k = p->right;
p->right = k->left;
k->left = p;
p = k;
pushup(p->left);
pushup(p);
}
void Treap::rightRotate(Node* &p) {
Node *k = p->left;
p->left = k->right;
k->right = p;
p = k;
pushup(p->right);
pushup(p);
}
void Treap::insert(int value) {
insert(root, value);
}
void Treap::insert(Node* &p, int value) {
if (p == NULL) {
p = new Node(value, rand());
}
else if (value == p->data) p->cnt++;
else if (value< p->data) {
insert(p->left, value);
if(p->left && p->left->priority >p->priority) rightRotate(p);
}
else{
insert(p->right, value);
if(p->right && p->right->priority< p->priority) leftRotate(p);
}
pushup(p);
}
void Treap::remove(int value) {
remove(root, value);
}
void Treap::remove(Node* &p, int value) {
if(!p){cout<<"invalid value!"<data == value) {
if (p->left == NULL) {
p = p->right;
} else if (p->right == NULL) {
p = p->left;
} else {
if (p->left->priority >p->right->priority) {
rightRotate(p);
remove(p->right, value);
} else if (p->left->priority< p->right->priority) {
leftRotate(p);
remove(p->left, value);
}
}
} else {
if (value< p->data) {
remove(p->left, value);
} else {
remove(p->right, value);
}
}
pushup(p);
}
bool Treap::search(int value) {
Node *p = root;
while (p) {
if (p->data == value) {
return true;
} else {
p = p->data< value ? p->right : p->left;
}
}
return false;
}
bool Treap::empty(){
return root == nullptr ? true : false;
}
int Treap::get_rank_by_value(Node* &p, int value){
if(!p) return -1;
int l = 0;
if(p->left) l = p->left->size;
if(p->data == value) return l + 1;
if(p->data >value) return get_rank_by_value(p->left, value);
return l + p->cnt + get_rank_by_value(p->right, value);
}
int Treap::get_rank_by_value(int value){
return get_rank_by_value(root, value);
}
int Treap::get_value_by_rank(Node* &p, int rank){
if(!p) return INT_MAX;
int l = 0;
if(p->left) l = p->left->size;
if(l >= rank) return get_value_by_rank(p->left, rank);
if(l + p->cnt >= rank) return p->data;
return get_value_by_rank(p->right, rank - l - p->cnt);
}
int Treap::get_value_by_rank(int rank){
return get_value_by_rank(root, rank);
}
int Treap::get_prev(Node* &p, int value){
if(!p) return -INT_MAX;
if(p->data >= value) return get_prev(p->left, value);
return max(p->data, get_prev(p->right, value));
}
int Treap::get_prev(int value){
return get_prev(root, value);
}
int Treap::get_next(Node* &p, int value){
if(!p) return INT_MAX;
if(p->data<= value) return get_next(p->right, value);
return min(p->data, get_next(p->left, value));
}
int Treap::get_next(int value){
return get_next(root, value);
} 測試代碼:
int main(int argc, char const *argv[]) {
Treap treap;
int N;
cout<<"input len: ";
cin>>N;
cout<>value;
treap.insert(value);
}
cout<>query;
cout<<"value "< 測試結(jié)果:

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新聞名稱:Treap樹的C++類實現(xiàn)-創(chuàng)新互聯(lián)
網(wǎng)站URL:http://www.chinadenli.net/article46/dcschg.html
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