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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
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76
ja/codes/cpp/chapter_tree/binary_search_tree.cpp
View File

@@ -14,32 +14,32 @@ class BinarySearchTree {
public:
/* コンストラクタ */
BinarySearchTree() {
// 空の木を初期化
// 空の木を初期化する
root = nullptr;
}
/* デストラクタ */
/* デストラクタメソッド */
~BinarySearchTree() {
freeMemoryTree(root);
}
/* 二分木のルートノードを取得 */
/* 二分木の根ノードを取得 */
TreeNode *getRoot() {
return root;
}
/* ノードを検索 */
/* ノードを探索 */
TreeNode *search(int num) {
TreeNode *cur = root;
// ループで検索、葉ノードを通り過ぎたら終了
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur != nullptr) {
// 目標ノードはcurの右部分木にある
// 目標ノードは cur の右部分木にある
if (cur->val < num)
cur = cur->right;
// 目標ノードはcurの左部分木にある
// 目標ノードは cur の左部分木にある
else if (cur->val > num)
cur = cur->left;
// 目標ノードを見つけた、ループを抜ける
// 目標ノードが見つかったらループを抜ける
else
break;
}
@@ -49,22 +49,22 @@ class BinarySearchTree {
/* ノードを挿入 */
void insert(int num) {
// 木が空の場合、ルートノードを初期化
// 木が空なら、根ノードを初期化する
if (root == nullptr) {
root = new TreeNode(num);
return;
}
TreeNode *cur = root, *pre = nullptr;
// ループで検索、葉ノードを通り過ぎたら終了
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur != nullptr) {
// 重複ノードを見つけた場合、戻る
// 重複ノードが見つかったら、直ちに返す
if (cur->val == num)
return;
pre = cur;
// 挿入位置はcurの右部分木にある
// 挿入位置は cur の右部分木にある
if (cur->val < num)
cur = cur->right;
// 挿入位置はcurの左部分木にある
// 挿入位置は cur の左部分木にある
else
cur = cur->left;
}
@@ -78,93 +78,93 @@ class BinarySearchTree {
/* ノードを削除 */
void remove(int num) {
// 木が空の場合、戻る
// 木が空なら、そのまま早期リターンする
if (root == nullptr)
return;
TreeNode *cur = root, *pre = nullptr;
// ループで検索、葉ノードを通り過ぎたら終了
// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
while (cur != nullptr) {
// 削除するノードを見つけた、ループを抜ける
// 削除対象のノードが見つかったら、ループを抜ける
if (cur->val == num)
break;
pre = cur;
// 削除するノードはcurの右部分木にある
// 削除対象ノードは cur の右部分木にある
if (cur->val < num)
cur = cur->right;
// 削除するノードはcurの左部分木にある
// 削除対象ノードは cur の左部分木にある
else
cur = cur->left;
}
// 削除するノードがない場合、戻る
// 削除対象ノードがなければそのまま返す
if (cur == nullptr)
return;
// 子ノード数 = 0 または 1
// 子ノード数 = 0 or 1
if (cur->left == nullptr || cur->right == nullptr) {
// 子ノード数 = 0 / 1の場合、child = nullptr / その子ノード
// 子ノード数 = 0 / 1 のとき、child = nullptr / その子ノード
TreeNode *child = cur->left != nullptr ? cur->left : cur->right;
// ノードcurを削除
// ノード cur を削除する
if (cur != root) {
if (pre->left == cur)
pre->left = child;
else
pre->right = child;
} else {
// 削除されるノードがルートの場合、ルートを再割り当て
// 削除ノードが根ノードなら、根ノードを再設定
root = child;
}
// メモリを解放
// メモリを解放する
delete cur;
}
// 子ノード数 = 2
else {
// curの中順走査の次のノードを取得
// 中順走査における cur の次ノードを取得
TreeNode *tmp = cur->right;
while (tmp->left != nullptr) {
tmp = tmp->left;
}
int tmpVal = tmp->val;
// ノードtmpを再帰的に削除
// ノード tmp を再帰的に削除
remove(tmp->val);
// curをtmpで置き換え
// tmp で cur を上書きする
cur->val = tmpVal;
}
}
};
/* ドライバーコード */
/* Driver Code */
int main() {
/* 二分探索木を初期化 */
BinarySearchTree *bst = new BinarySearchTree();
// 異なる挿入順序は様々な木構造を生み出すことに注意。この特定の順序は完全二分木を作成します
// 注意：挿入順序が異なると異なる二分木が生成される。このシーケンスからは完全二分木を生成できる
vector<int> nums = {8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15};
for (int num : nums) {
bst->insert(num);
}
cout << endl << "初期化された二分木は\n" << endl;
cout << endl << "初期化した二分木は\n" << endl;
printTree(bst->getRoot());
/* ノードを検索 */
/* ノードを探索 */
TreeNode *node = bst->search(7);
cout << endl << "見つかったノードオブジェクトは " << node << "、ノード値 =" << node->val << endl;
cout << endl << "見つかったノードオブジェクトは " << node << "、ノード値 = " << node->val << endl;
/* ノードを挿入 */
bst->insert(16);
cout << endl << "ノード 16 を挿入後、二分木は\n" << endl;
cout << endl << "ノード 16 を挿入した後、二分木は\n" << endl;
printTree(bst->getRoot());
/* ノードを削除 */
bst->remove(1);
cout << endl << "ノード 1 を削除後、二分木は\n" << endl;
cout << endl << "ノード 1 を削除した後、二分木は\n" << endl;
printTree(bst->getRoot());
bst->remove(2);
cout << endl << "ノード 2 を削除後、二分木は\n" << endl;
cout << endl << "ノード 2 を削除した後、二分木は\n" << endl;
printTree(bst->getRoot());
bst->remove(4);
cout << endl << "ノード 4 を削除後、二分木は\n" << endl;
cout << endl << "ノード 4 を削除した後、二分木は\n" << endl;
printTree(bst->getRoot());
// メモリを解放
// メモリを解放する
delete bst;
return 0;
}
}