题目简介

本题为GATE-CS-2017（套装2）第47题。题目考察了对二叉搜索树的基本操作，包括删除节点、查找最小值、查找最大值、查找某个键值、插入节点等。

题目描述

给定一个二叉搜索树，实现以下几个函数：

1. delete_node(root, key)：删除二叉搜索树中键值为key的节点；
2. search_min(node)：查找并返回以node为根节点二叉搜索树中的最小值节点；
3. search_max(node)：查找并返回以node为根节点二叉搜索树中的最大值节点；
4. search_node(node, key)：查找并返回以node为根节点二叉搜索树中键值为key的节点；
5. insert_node(node, key)：以node为根节点插入键值为key的节点。

代码实现

class Node:
    def __init__(self, key):
        self.left = None
        self.right = None
        self.key = key

def delete_node(root, key):
    if root is None:
        return root

    if key < root.key:
        root.left = delete_node(root.left, key)
        return root

    elif key > root.key:
        root.right = delete_node(root.right, key)
        return root

    else:
        if root.left is None and root.right is None:
            root = None
            return root

        elif root.left is None:
            temp = root.right
            root = None
            return temp

        elif root.right is None:
            temp = root.left
            root = None
            return temp

        else:
            temp = search_min(root.right)
            root.key = temp.key
            root.right = delete_node(root.right, temp.key)
            return root

def search_min(node):
    current = node
    while(current.left is not None):
        current = current.left
    return current

def search_max(node):
    current = node
    while(current.right is not None):
        current = current.right
    return current

def search_node(node, key):
    if node is None or node.key == key:
        return node

    if node.key < key:
        return search_node(node.right, key)

    return search_node(node.left, key)

def insert_node(node, key):
    if node is None:
        return Node(key)

    if key < node.key:
        node.left = insert_node(node.left, key)

    elif key > node.key:
        node.right = insert_node(node.right, key)

    return node

渐进时间复杂度

1. delete_node(root, key)：时间复杂度为O(h)，其中h为树的高度
2. search_min(node)：时间复杂度为O(h)，其中h为树的高度
3. search_max(node)：时间复杂度为O(h)，其中h为树的高度
4. search_node(node, key)：时间复杂度为O(h)，其中h为树的高度
5. insert_node(node, key)：时间复杂度为O(h)，其中h为树的高度