触发条件
如果变化分支的高度比旋转节点的另一侧高度差距超过2,那吗单旋之后依旧不平衡,需要左左双旋或右右双旋
解析
观察上图可得
变化分支的深度为2
旋转节点的另一侧指的就是,根节点9 的右子树,因为变化分支在根节点9的左子树上故另一侧为根节点9的右子树
变化分支的深度 比 旋转节点的深度 差距大于2 符合右右双旋
图例 :右右双旋
这个二叉树不是平衡二叉树,因为根节点只有左子树,且左子树的深度为三,为此进行右单旋
右单旋后的图示:
右单旋后你会发现新根节点6 的右子树9不是二叉平衡树因为右子树9的左子树深度为2 右子树深度为0,故无法构成平衡二叉树
将新根节点6的右子树9进行右单旋后到图示:
为平衡二叉树
右右单旋的动态示意图
右右双旋
如果变化分支的高度比旋转节点的另一侧高度差距超过2
先进行一次右单旋后,当右单旋后将右子树进行右单旋,之后将整个二叉树判断为是否为平衡二叉树
左左双旋
与右右单旋差不多
如果变化分支的高度比旋转节点的另一侧高度差距超过2
先进行一次左单旋后,当右单旋后将左子树进行左单旋,之后将整个二叉树判断为是否为平衡二叉树
实现代码
class Node {
constructor(value) {
this.value = value;
this.left = null;
this.right = null;
}
}
const node9 = new Node('9');
const node8 = new Node('8');
const node7 = new Node('7');
const node6 = new Node('6');
const node5 = new Node('5');
const node4 = new Node('4');
node9.left = node6;
node6.left = node5;
node5.left = node4;
node6.right = node7;
node7.right = node8;
/**
* 利用单旋将二叉不平衡树变为二叉平衡树
* @param {*} root 跟节点
* @returns 返回平衡之后的根节点
*/
function change(root) {
if (isBalanceTree(root)) return root; // 返回平衡之后的根节点
// 走到这说明不是二叉平衡树
// 判断平不平衡需要从下往上判断
// 判断对二叉树进行平衡操作要按照后序遍历的顺序
// 后序遍历 先左子树 后右子树 最后自己
// 为何进行后序遍历,当根节点不是二叉平衡树,可能对子树进行单旋操作就成为二叉平衡树
if (root.left != null) root.left = change(root.left); // change函数会返回平衡之后的跟节点,故需要接收返回的的根节点
if (root.right != null) root.right = change(root.right);// change函数会返回平衡之后的跟节点,故需要接收返回的的根节点
// 获取深度
let leftTree = getDeep(root.left);
let rightTree = getDeep(root.right);
// 判断那里不符合二叉平衡树的要求
if (Math.abs(leftTree - rightTree) < 2) return root;
if (leftTree < rightTree) { //左浅 右深 左单旋
// 获取变化分支的深度
let changeTree = getDeep(root.right.left)
// 获取不变分支的深度
let noChangeTree = getDeep(root.right.right)
// 当变化分支的深度大于不变化的分支时需要右左双旋
if (changeTree > noChangeTree) {
//将右子树进行右单旋
root.right = rightRotate(root.right)
}
// 生成左单旋后的二叉树
let newRoot = leftRotate(root)
// 将其生成后的新二叉树的左子树进行判断
newRoot.left = change(newRoot.left)
// 新二叉树的左子树会发生改变,因此将再次判断整个二叉树
newRoot = change(newRoot)
return newRoot;
} else if (leftTree > rightTree) { //左深 右浅 右单旋
// 获取变化分支的深度
let changeTree = getDeep(root.left.right)
// 获取不变分支的深度
let noChangeTree = getDeep(root.left.left)
// 当变化分支的深度大于不变化分支的深度将进行左右单旋
if (changeTree > noChangeTree) {
// 将其左子树进行左单旋
root.left = leftRotate(root.left)
}
let newRoot = rightRotate(root);
// 将其生成后的新二叉树的右子树进行判断
newRoot.right = change(newRoot.right)
// 新二叉树的右子树会发生改变,因此将再次判断整个二叉树
newRoot = change(newRoot)
return newRoot
}
return root
}
/**
* 判断是否为二叉平衡树
* 平衡二叉的满足条件
* 根节点的左子树与右子树的高度差不能超过1
* 这棵二叉树的每个子树的符合第一条
* @param {*} root 根节点
* @returns Boolean
*/
function isBalanceTree(root) {
if (!root) return true;
// 获取左右子树的深度
let left = getDeep(root.left);
let right = getDeep(root.right);
// 当左子树与右子树的深度差大于1说明不是二叉平衡树
if (Math.abs(left - right) > 1) return false;
// 遍历这个二叉树的每一个子树
else return isBalanceTree(root.left) && isBalanceTree(root.right);
}
/**
* 获取二叉树的深度
* @param {*} root 节点
* @returns Number 返回左右子树中最深的层数
*/
function getDeep(root) {
if (!root) return 0;
let left = getDeep(root.left);
let right = getDeep(root.right);
return Math.max(left, right) + 1;
}
/**
* 左单旋
* 旋转节点:不平衡的节点为旋转节点
* 新根:旋转节点的右子树的根节点
* @param {*} root 旋转节点
* @returns 新的根节点
*/
function leftRotate(root) {
// 找到新根
let newNode = root.right;
// 找到变化分支
let changeNode = newNode.left;
// 当前旋转节点的右孩子为变化分支
root.right = changeNode;
// 新根的左孩子为旋转节点
newNode.left = root;
// 返回新的根节点
return newNode;
}
/**
* 右单旋
* 旋转节点:不平衡的节点为旋转节点
* 新根:旋转节点的左子树的根节点
* @param {*} root 旋转节点
* @returns 新的根节点
*/
function rightRotate(root) {
// 找到新根
let newNode = root.left;
// 找到变化分支
let changeNode = newNode.right;
// 当前旋转节点的左孩子为变化分支
root.left = changeNode
// 新根的右孩子为旋转节点
newNode.right = root;
// 返回新的根节点
return newNode;
}
/**
* 判断是否为平衡二叉树
* 平衡二叉的满足条件
* 根节点的左子树与右子树的高度差不能超过1
* 这棵二叉树的每个子树的符合第一条
* @param {*} root 节点
* @returns Boolean
*/
function isBalanceTree(root) {
if (!root) return true;
let letTree = getDeep(root.left)
let rightTree = getDeep(root.right)
if (Math.abs(letTree - rightTree) > 1) return false
else return isBalanceTree(root.left) && isBalanceTree(root.right);
}
// 测试右右双旋
let root = change(node9);
console.log(isBalanceTree(root))