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如何找到BST中小于或等于给定值的节点数?(AVL树)

AVL树是一种自平衡的二叉搜索树,它的平衡性是通过节点的高度差来维护的。在AVL树中,每个节点都有一个平衡因子,即左子树的高度减去右子树的高度。平衡因子的绝对值不能超过1,否则就需要进行旋转操作来恢复平衡。

要找到AVL树中小于或等于给定值的节点数,可以按照以下步骤进行:

  1. 从根节点开始,比较给定值与当前节点的值。
  2. 如果给定值等于当前节点的值,那么当前节点及其左子树中的所有节点都小于或等于给定值,可以直接返回当前节点及其左子树的节点数。
  3. 如果给定值小于当前节点的值,那么需要在当前节点的左子树中继续查找。递归调用步骤1和步骤2。
  4. 如果给定值大于当前节点的值,那么需要在当前节点的右子树中继续查找。递归调用步骤1和步骤2。

以下是一个示例代码,用于实现上述算法:

代码语言:txt
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class Node:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
        self.left = None
        self.right = None
        self.height = 1

class AVLTree:
    def __init__(self):
        self.root = None

    def insert(self, value):
        self.root = self._insert(self.root, value)

    def _insert(self, node, value):
        if not node:
            return Node(value)
        elif value < node.value:
            node.left = self._insert(node.left, value)
        else:
            node.right = self._insert(node.right, value)

        node.height = 1 + max(self._get_height(node.left), self._get_height(node.right))
        balance_factor = self._get_balance_factor(node)

        if balance_factor > 1:
            if value < node.left.value:
                return self._rotate_right(node)
            else:
                node.left = self._rotate_left(node.left)
                return self._rotate_right(node)
        elif balance_factor < -1:
            if value > node.right.value:
                return self._rotate_left(node)
            else:
                node.right = self._rotate_right(node.right)
                return self._rotate_left(node)

        return node

    def _get_height(self, node):
        if not node:
            return 0
        return node.height

    def _get_balance_factor(self, node):
        if not node:
            return 0
        return self._get_height(node.left) - self._get_height(node.right)

    def _rotate_left(self, z):
        y = z.right
        T2 = y.left

        y.left = z
        z.right = T2

        z.height = 1 + max(self._get_height(z.left), self._get_height(z.right))
        y.height = 1 + max(self._get_height(y.left), self._get_height(y.right))

        return y

    def _rotate_right(self, z):
        y = z.left
        T3 = y.right

        y.right = z
        z.left = T3

        z.height = 1 + max(self._get_height(z.left), self._get_height(z.right))
        y.height = 1 + max(self._get_height(y.left), self._get_height(y.right))

        return y

    def count_nodes_less_than_or_equal(self, value):
        return self._count_nodes_less_than_or_equal(self.root, value)

    def _count_nodes_less_than_or_equal(self, node, value):
        if not node:
            return 0
        elif value == node.value:
            return 1 + self._get_size(node.left)
        elif value < node.value:
            return self._count_nodes_less_than_or_equal(node.left, value)
        else:
            return 1 + self._get_size(node.left) + self._count_nodes_less_than_or_equal(node.right, value)

    def _get_size(self, node):
        if not node:
            return 0
        return 1 + self._get_size(node.left) + self._get_size(node.right)

在上述代码中,AVLTree类实现了AVL树的插入操作和计算小于或等于给定值的节点数的操作。count_nodes_less_than_or_equal方法接受一个值作为参数,并返回小于或等于该值的节点数。

这是一个基本的实现示例,你可以根据需要进行修改和扩展。对于腾讯云相关产品和产品介绍链接地址,由于要求不能提及具体的云计算品牌商,所以无法提供相关链接。

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