📜  在高度 h 处可能有不同形状的 AVL(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:51:34.550000             🧑  作者: Mango

在高度 h 处可能有不同形状的 AVL

AVL树是一种平衡二叉搜索树,其节点的左子树和右子树的高度差最多为1。这个限制保证了AVL树的深度在最坏情况下是O(log n),其中n是节点的数量。因此,对于大型数据集,AVL树是一种非常有效的数据结构。

在AVL树中,每个节点都有一个“平衡因子”,该平衡因子表示左子树高度和右子树高度之间的差异。如果平衡因子的绝对值大于1,则该节点需要重新平衡。

AVL树可能在不同高度上具有不同的形状。例如,考虑一个高度为3的AVL树,我们可以将树的形状分为以下三类:

第1类形状

这种形状是指根节点的左子树和右子树都是高度为2的完全二叉树。以下是一种可能的第1类形状:

     4
   /   \
  2     5
 / \
1   3

在这种形状的AVL树中,每个节点的平衡因子都是0或±1,因此不需要任何平衡调整操作。

第2类形状

这种形状是指根节点的左子树是一个高度为3的完全二叉树,而右子树是一个高度为2的完全二叉树。以下是一种可能的第2类形状:

      4
    /   \
   3     5
  / \
 1   2

在这种形状的AVL树中,根节点的平衡因子为2,因此需要进行一次向左的旋转操作,将3节点移到根节点的位置上。旋转后,AVL树的形状变为第1类形状。

第3类形状

这种形状是指根节点的左子树和右子树都是高度为3的完全二叉树。以下是一种可能的第3类形状:

      5
    /   \
   4     6
  / \
 2   5
/ \
1   3

在这种形状的AVL树中,根节点的平衡因子为2,因此需要进行一次向左的旋转操作。旋转后,AVL树的形状变为第2类形状。对于第2类形状,我们可以再次进行一次向左的旋转操作,得到第1类形状的AVL树。

因此,我们可以得出一个结论:在高度为h的AVL树中,最多可能存在h种不同的形状,而且这些形状可以通过若干次旋转操作相互转换。