C#算法设计查找篇之05-二叉树查找

C#算法设计概述

二叉树查找（Binary Tree Search）

二叉排序树或者是一棵空树，或者是具有下列性质的二叉树：

• 若左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于或等于它的根结点的值；
• 若右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于或等于它的根结点的值；
• 左、右子树也分别为二叉排序树。

二叉树查找需要先生成一个二叉排序树，再遍历所有节点逐一比较其值与关键字是否相同，相同则返回；若一直找不到，则返回-1。

示例

public class BSTNode {

    public int Key { get; set; }

    public int Index { get; set; }

    public BSTNode Left { get; set; }

    public BSTNode Right { get; set; }

    public BSTNode(int key, int index) {
        Key = key;
        Index = index;
    }

    public void Insert(int key, int index) {
        var tree = new BSTNode(key, index);
        if (tree.Key <= Key) {
            if (Left == null) {
                Left = tree;
            }
            else {
                Left.Insert(key, index);
            }
        }
        else {
            if (Right == null) {
                Right = tree;
            }
            else {
                Right.Insert(key, index);
            }
        }
    }

    public int Search(int key) {
        //找左子节点
        var left = Left?.Search(key);
        if (left.HasValue && left.Value != -1) return left.Value;
        //找当前节点
        if (Key == key) return Index;
        //找右子节点
        var right = Right?.Search(key);
        if (right.HasValue && right.Value != -1) return right.Value;
        //找不到时返回-1
        return -1;
    }

}

public class Program {

    public static void Main(string[] args) {
        int[] array = { 43, 69, 11, 72, 28, 21, 56, 80, 48, 94, 32, 8 };

        Console.WriteLine(BinaryTreeSearch(array));

        Console.ReadKey();
    }

    public static int BinaryTreeSearch(int[] array) {
        var bstNode = new BSTNode(array[0], 0);
        for (int i = 1; i < array.Length; i++) {
            bstNode.Insert(array[i], i);
        }
        return bstNode.Search(80);
    }

}

以上是二叉树查找算法的一种实现，以下是这个案例的输出结果：

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分析

在最坏的情况下二叉树查找的时间复杂度为： ，在平均情况下的时间复杂度为： 。

AlgorithmMan

AlgorithmMan by Iori，AlgorithmMan是使用C#开发的一套用于算法演示的工具。

下载链接：AlgorithmMan-BinaryTreeSort