golang实现二叉查找树

为简单起见，键值均为整型。

定义接口(tree.go)：

type Tree interface {
    Put(k, v int)  //新增或修改
    Get(k int) int //查询
    Delete(k int)  //删除
    Size() int     //树的大小
    Min() int      //最小键
    DeleteMin()    //删除最小键
}

二叉查找树(binary_tree.go)：

//二叉查找树
type BinaryTree struct {
    root *node
    n    int
}
 
//创建节点
func newNode(k, v int) *node {
    return &node{k: k, v: v, sz: 1}
}
 
//创建二叉查找树
func NewBinaryTree() *BinaryTree {
    return &BinaryTree{}
}
 
//增加或修改
func (bt *BinaryTree) Put(k, v int) {
    bt.root, _ = put(bt.root, k, v)
}
 
//查找
func (bt *BinaryTree) Get(k int) int {
    return get(bt.root, k)
}
 
//树的大小
func (bt *BinaryTree) Size() int {
    return size(bt.root)
}
 
//选出最小键
func (bt *BinaryTree) Min() int {
    return min(bt.root).k
}
 
//删除最小键
func (bt *BinaryTree) DeleteMin() {
    bt.root = deleteMin(bt.root)
}
 
//删除
func (bt *BinaryTree) Delete(k int) {
    bt.root = delete(bt.root, k)
}

节点(node.go)：

//节点
type node struct {
    k, v, sz    int   //键，值，大小
    left, right *node //左右子节点
}

//在以nd为根节点的树下增加或修改一个节点
//如果创建了新节点，第二个参数返回true，
//如果只是修改，第二个参数返回false
func put(nd *node, k, v int) (*node, bool) {
    if nd == nil {
        return newNode(k, v), true
    }
    hasNew := false //检测是否创建了新节点
    if k < nd.k {
        nd.left, hasNew = put(nd.left, k, v)
    } else if k > nd.k {
        nd.right, hasNew = put(nd.right, k, v)
    } else {
        nd.v = v //仅修改，不会增加增加节点，就不更新节点大小
    }
    if hasNew { //如果创建了新节点就更新树的大小
        updateSize(nd)
    }
    return nd, hasNew
}
 
//在以nd为根节点的树中获取键为k的值
func get(nd *node, k int) int {
    if nd == nil {
        return -1
    }
    if k < nd.k {
        return get(nd.left, k)
    } else if k > nd.k {
        return get(nd.right, k)
    } else {
        return nd.v
    }
}
 
//获取以nd为根节点的树的大小
func size(nd *node) int {
    if nd == nil {
        return 0
    }
    return nd.sz
}
 
//更新以nd为根节点的树的大小
func updateSize(nd *node) {
    if nd == nil {
        return
    }
    nd.sz = size(nd.left) + size(nd.right) + 1
}
 
//选出以nd为根节点的树的最小键节点
func min(nd *node) *node {
    if nd == nil {
        return nil
    }
    if nd.left != nil {
        return min(nd.left)
    }
    return nd
}
 
//删除以nd为根节点的树的最小键节点
//返回被删除的节点
func deleteMin(nd *node) *node {
    if nd == nil {
        return nil
    }
    if nd.left == nil { //找到最小节点
        nd = nd.right //用右子节点代替自己
    } else { //还有更小的
        nd.left = deleteMin(nd.left)
    }
    updateSize(nd)
    return nd
}
 
//删除以nd为根节点的树并且键为k的节点
func delete(nd *node, k int) *node {
    if nd == nil {
        return nil
    }
    if k < nd.k {
        nd.left = delete(nd.left, k)
    } else if k > nd.k {
        nd.right = delete(nd.right, k)
    } else { //命中要删除的节点
        //只有一个或零个子节点
        if nd.right == nil {
            return nd.left
        }
        if nd.left == nil {
            return nd.right
        }
        //同时具有两个子节点
        //先找出大于本节点的最小节点作为后继节点
        t := nd
        nd.k = min(t.right).k
        //删除
        deleteMin(t.right)
        //用后继节点代替本节点
        nd.left = t.left
    }
    updateSize(nd)
    return nd
}

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