feat: add Swift codes for binary_search_tree article (#296)
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f73231568c
commit
d76e6582fa
@ -25,6 +25,7 @@ let package = Package(
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.executable(name: "binary_tree", targets: ["binary_tree"]),
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.executable(name: "binary_tree", targets: ["binary_tree"]),
|
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.executable(name: "binary_tree_bfs", targets: ["binary_tree_bfs"]),
|
.executable(name: "binary_tree_bfs", targets: ["binary_tree_bfs"]),
|
||||||
.executable(name: "binary_tree_dfs", targets: ["binary_tree_dfs"]),
|
.executable(name: "binary_tree_dfs", targets: ["binary_tree_dfs"]),
|
||||||
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.executable(name: "binary_search_tree", targets: ["binary_search_tree"]),
|
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],
|
],
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targets: [
|
targets: [
|
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.target(name: "utils", path: "utils"),
|
.target(name: "utils", path: "utils"),
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||||||
@ -48,5 +49,6 @@ let package = Package(
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|||||||
.executableTarget(name: "binary_tree", dependencies: ["utils"], path: "chapter_tree", sources: ["binary_tree.swift"]),
|
.executableTarget(name: "binary_tree", dependencies: ["utils"], path: "chapter_tree", sources: ["binary_tree.swift"]),
|
||||||
.executableTarget(name: "binary_tree_bfs", dependencies: ["utils"], path: "chapter_tree", sources: ["binary_tree_bfs.swift"]),
|
.executableTarget(name: "binary_tree_bfs", dependencies: ["utils"], path: "chapter_tree", sources: ["binary_tree_bfs.swift"]),
|
||||||
.executableTarget(name: "binary_tree_dfs", dependencies: ["utils"], path: "chapter_tree", sources: ["binary_tree_dfs.swift"]),
|
.executableTarget(name: "binary_tree_dfs", dependencies: ["utils"], path: "chapter_tree", sources: ["binary_tree_dfs.swift"]),
|
||||||
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.executableTarget(name: "binary_search_tree", dependencies: ["utils"], path: "chapter_tree", sources: ["binary_search_tree.swift"]),
|
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]
|
]
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)
|
)
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||||||
|
190
codes/swift/chapter_tree/binary_search_tree.swift
Normal file
190
codes/swift/chapter_tree/binary_search_tree.swift
Normal file
@ -0,0 +1,190 @@
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|
/**
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* File: binary_search_tree.swift
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* Created Time: 2023-01-26
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* Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
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*/
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import utils
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/* 二叉搜索树 */
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class BinarySearchTree {
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private var root: TreeNode?
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init(nums: [Int]) {
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let nums = nums.sorted() // 排序数组
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root = buildTree(nums: nums, i: 0, j: nums.count - 1) // 构建二叉搜索树
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}
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/* 获取二叉树根结点 */
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func getRoot() -> TreeNode? {
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root
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}
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/* 构建二叉搜索树 */
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func buildTree(nums: [Int], i: Int, j: Int) -> TreeNode? {
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if i > j {
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||||||
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return nil
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}
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// 将数组中间结点作为根结点
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let mid = (i + j) / 2
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let root = TreeNode(x: nums[mid])
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|
// 递归建立左子树和右子树
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root.left = buildTree(nums: nums, i: i, j: mid - 1)
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|
root.right = buildTree(nums: nums, i: mid + 1, j: j)
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|
return root
|
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|
}
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|
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|
/* 查找结点 */
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|
func search(num: Int) -> TreeNode? {
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|
var cur = root
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|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
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|
while cur != nil {
|
||||||
|
// 目标结点在 cur 的右子树中
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|
if cur!.val < num {
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|
cur = cur?.right
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|
}
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||||||
|
// 目标结点在 cur 的左子树中
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||||||
|
else if cur!.val > num {
|
||||||
|
cur = cur?.left
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||||||
|
}
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||||||
|
// 找到目标结点,跳出循环
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|
else {
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||||||
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break
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|
}
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|
}
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||||||
|
// 返回目标结点
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|
return cur
|
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|
}
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||||||
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|
/* 插入结点 */
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|
func insert(num: Int) -> TreeNode? {
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|
// 若树为空,直接提前返回
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|
if root == nil {
|
||||||
|
return nil
|
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|
}
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|
var cur = root
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|
var pre: TreeNode?
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|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
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while cur != nil {
|
||||||
|
// 找到重复结点,直接返回
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|
if cur!.val == num {
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||||||
|
return nil
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|
}
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||||||
|
pre = cur
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||||||
|
// 插入位置在 cur 的右子树中
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if cur!.val < num {
|
||||||
|
cur = cur?.right
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 插入位置在 cur 的左子树中
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||||||
|
else {
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||||||
|
cur = cur?.left
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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||||||
|
// 插入结点 val
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|
let node = TreeNode(x: num)
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|
if pre!.val < num {
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||||||
|
pre?.right = node
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||||||
|
} else {
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||||||
|
pre?.left = node
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||||||
|
}
|
||||||
|
return node
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除结点 */
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||||||
|
@discardableResult
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||||||
|
func remove(num: Int) -> TreeNode? {
|
||||||
|
// 若树为空,直接提前返回
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|
if root == nil {
|
||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
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||||||
|
var cur = root
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||||||
|
var pre: TreeNode?
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|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
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||||||
|
while cur != nil {
|
||||||
|
// 找到待删除结点,跳出循环
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||||||
|
if cur!.val == num {
|
||||||
|
break
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||||||
|
}
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||||||
|
pre = cur
|
||||||
|
// 待删除结点在 cur 的右子树中
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||||||
|
if cur!.val < num {
|
||||||
|
cur = cur?.right
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||||||
|
}
|
||||||
|
// 待删除结点在 cur 的左子树中
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
cur = cur?.left
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 若无待删除结点,则直接返回
|
||||||
|
if cur == nil {
|
||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 子结点数量 = 0 or 1
|
||||||
|
if cur?.left == nil || cur?.right == nil {
|
||||||
|
// 当子结点数量 = 0 / 1 时, child = null / 该子结点
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|
let child = cur?.left != nil ? cur?.left : cur?.right
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|
// 删除结点 cur
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||||||
|
if pre?.left === cur {
|
||||||
|
pre?.left = child
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
pre?.right = child
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 子结点数量 = 2
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||||||
|
else {
|
||||||
|
// 获取中序遍历中 cur 的下一个结点
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||||||
|
let nex = getInOrderNext(root: cur?.right)
|
||||||
|
let tmp = nex!.val
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|
// 递归删除结点 nex
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|
remove(num: nex!.val)
|
||||||
|
// 将 nex 的值复制给 cur
|
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|
cur?.val = tmp
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|
}
|
||||||
|
return cur
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
/* 获取中序遍历中的下一个结点(仅适用于 root 有左子结点的情况) */
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|
func getInOrderNext(root: TreeNode?) -> TreeNode? {
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|
var root = root
|
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|
if root == nil {
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|
return root
|
||||||
|
}
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||||||
|
// 循环访问左子结点,直到叶结点时为最小结点,跳出
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|
while root?.left != nil {
|
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|
root = root?.left
|
||||||
|
}
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||||||
|
return root
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
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|
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|
@main
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enum _BinarySearchTree {
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/* Driver Code */
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static func main() {
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|
/* 初始化二叉搜索树 */
|
||||||
|
let nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]
|
||||||
|
let bst = BinarySearchTree(nums: nums)
|
||||||
|
print("\n初始化的二叉树为\n")
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||||||
|
PrintUtil.printTree(root: bst.getRoot())
|
||||||
|
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||||||
|
/* 查找结点 */
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|
var node = bst.search(num: 7)
|
||||||
|
print("\n查找到的结点对象为 \(node!),结点值 = \(node!.val)")
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||||||
|
|
||||||
|
/* 插入结点 */
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||||||
|
node = bst.insert(num: 16)
|
||||||
|
print("\n插入结点 16 后,二叉树为\n")
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(root: bst.getRoot())
|
||||||
|
|
||||||
|
/* 删除结点 */
|
||||||
|
bst.remove(num: 1)
|
||||||
|
print("\n删除结点 1 后,二叉树为\n")
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(root: bst.getRoot())
|
||||||
|
bst.remove(num: 2)
|
||||||
|
print("\n删除结点 2 后,二叉树为\n")
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(root: bst.getRoot())
|
||||||
|
bst.remove(num: 4)
|
||||||
|
print("\n删除结点 4 后,二叉树为\n")
|
||||||
|
PrintUtil.printTree(root: bst.getRoot())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
@ -191,7 +191,27 @@ comments: true
|
|||||||
=== "Swift"
|
=== "Swift"
|
||||||
|
|
||||||
```swift title="binary_search_tree.swift"
|
```swift title="binary_search_tree.swift"
|
||||||
|
/* 查找结点 */
|
||||||
|
func search(num: Int) -> TreeNode? {
|
||||||
|
var cur = root
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while cur != nil {
|
||||||
|
// 目标结点在 cur 的右子树中
|
||||||
|
if cur!.val < num {
|
||||||
|
cur = cur?.right
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 目标结点在 cur 的左子树中
|
||||||
|
else if cur!.val > num {
|
||||||
|
cur = cur?.left
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 找到目标结点,跳出循环
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
break
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 返回目标结点
|
||||||
|
return cur
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
### 插入结点
|
### 插入结点
|
||||||
@ -428,7 +448,39 @@ comments: true
|
|||||||
=== "Swift"
|
=== "Swift"
|
||||||
|
|
||||||
```swift title="binary_search_tree.swift"
|
```swift title="binary_search_tree.swift"
|
||||||
|
/* 插入结点 */
|
||||||
|
func insert(num: Int) -> TreeNode? {
|
||||||
|
// 若树为空,直接提前返回
|
||||||
|
if root == nil {
|
||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
|
||||||
|
var cur = root
|
||||||
|
var pre: TreeNode?
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while cur != nil {
|
||||||
|
// 找到重复结点,直接返回
|
||||||
|
if cur!.val == num {
|
||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pre = cur
|
||||||
|
// 插入位置在 cur 的右子树中
|
||||||
|
if cur!.val < num {
|
||||||
|
cur = cur?.right
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 插入位置在 cur 的左子树中
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
cur = cur?.left
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 插入结点 val
|
||||||
|
let node = TreeNode(x: num)
|
||||||
|
if pre!.val < num {
|
||||||
|
pre?.right = node
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
pre?.left = node
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return node
|
||||||
|
}
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||||||
```
|
```
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||||||
|
|
||||||
为了插入结点,需要借助 **辅助结点 `prev`** 保存上一轮循环的结点,这样在遍历到 $\text{null}$ 时,我们也可以获取到其父结点,从而完成结点插入操作。
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为了插入结点,需要借助 **辅助结点 `prev`** 保存上一轮循环的结点,这样在遍历到 $\text{null}$ 时,我们也可以获取到其父结点,从而完成结点插入操作。
|
||||||
@ -820,7 +872,58 @@ comments: true
|
|||||||
=== "Swift"
|
=== "Swift"
|
||||||
|
|
||||||
```swift title="binary_search_tree.swift"
|
```swift title="binary_search_tree.swift"
|
||||||
|
/* 删除结点 */
|
||||||
|
@discardableResult
|
||||||
|
func remove(num: Int) -> TreeNode? {
|
||||||
|
// 若树为空,直接提前返回
|
||||||
|
if root == nil {
|
||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
|
||||||
|
var cur = root
|
||||||
|
var pre: TreeNode?
|
||||||
|
// 循环查找,越过叶结点后跳出
|
||||||
|
while cur != nil {
|
||||||
|
// 找到待删除结点,跳出循环
|
||||||
|
if cur!.val == num {
|
||||||
|
break
|
||||||
|
}
|
||||||
|
pre = cur
|
||||||
|
// 待删除结点在 cur 的右子树中
|
||||||
|
if cur!.val < num {
|
||||||
|
cur = cur?.right
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 待删除结点在 cur 的左子树中
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
cur = cur?.left
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 若无待删除结点,则直接返回
|
||||||
|
if cur == nil {
|
||||||
|
return nil
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 子结点数量 = 0 or 1
|
||||||
|
if cur?.left == nil || cur?.right == nil {
|
||||||
|
// 当子结点数量 = 0 / 1 时, child = null / 该子结点
|
||||||
|
let child = cur?.left != nil ? cur?.left : cur?.right
|
||||||
|
// 删除结点 cur
|
||||||
|
if pre?.left === cur {
|
||||||
|
pre?.left = child
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
pre?.right = child
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// 子结点数量 = 2
|
||||||
|
else {
|
||||||
|
// 获取中序遍历中 cur 的下一个结点
|
||||||
|
let nex = getInOrderNext(root: cur?.right)
|
||||||
|
let tmp = nex!.val
|
||||||
|
// 递归删除结点 nex
|
||||||
|
remove(num: nex!.val)
|
||||||
|
// 将 nex 的值复制给 cur
|
||||||
|
cur?.val = tmp
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return cur
|
||||||
|
}
|
||||||
```
|
```
|
||||||
|
|
||||||
## 二叉搜索树的优势
|
## 二叉搜索树的优势
|
||||||
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