一步一步写算法（之排序二叉树删除-1）

 

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    相比较节点的添加，平衡二叉树的删除要复杂一些。因为在删除的过程中，你要考虑到不同的情况，针对每一种不同的情况，你要有针对性的反应和调整。所以在代码编写的过程中，我们可以一边写代码，一边写测试用例。编写测试用例不光可以验证我们编写的代码是否正确，还能不断提高我们开发代码的自信心。这样，即使我们在开发过程对代码进行修改或者优化也不会担心害怕。然而看起来编写测试用例是一个繁杂的过程，但是从长期的收益来看，编写测试用例的成本是非常低廉的。

 

    在排序二叉树的删除过程当中，我们应该怎么做呢？大家不用担心，只要按照我们下面的介绍一步一步往下做就可以了，大体上分为下面三个步骤：

 

    1）判断参数的合法性，判断参数是否在当前的二叉树当中

 

    2）删除的节点是根节点，此时应该怎么调整

 

    3）删除的节点是普通节点，此时又应该怎么调整

 

    闲话不多说，下面看看我们的代码是怎么设计的？

 

   1、判断参数的合法性，同时判断当前的二叉树是否含有相关数据

 

    1.1 判断输入参数是否合法

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

{ 

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

    return TRUE； 

} 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

       return TRUE；

}    那么此时测试用例怎么写呢？

 

 

static void test1() 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(FALSE == delete_node_from_tree(NULL, 10)); 

    assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

} 

static void test1()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(FALSE == delete_node_from_tree(NULL, 10));

       assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

}    注： 上面的测试用例说明当指针为空或者指针的指针为空，函数返回FALSE。

 

    1.2 判断输入数据是否存在

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    return TRUE; 

} 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       return TRUE;

}    此时，我们设计一种当前指针合法，但是删除数据不存在的测试用例。

 

 

static void test2() 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    pTreeNode = create_tree_node(10); 

    assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 11)); 

    free(pTreeNode); 

} 

static void test2()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       pTreeNode = create_tree_node(10);

       assert(FALSE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 11));

       free(pTreeNode);

}    注： 上面的测试用例根节点为10，但是删除的数据为11，单步跟踪，验证我们编写的代码是否正确。

 

 

 

    2、删除的数据是根节点数据

 

    2.1 删除根数据时，根节点没有左子树，没有右子树情形

 

 

/*

*               

*         10          ======>    NULL

*        /  \

*      NULL  NULL

*/ 

/*

*              

*         10          ======>    NULL

*        /  \

*      NULL  NULL

*/    那么此时代码应该怎么写呢？我们可以试一试。

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

        if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = NULL; 

        } 

         

        free(pTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return TRUE; 

} 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

              if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = NULL;

              }

             

              free(pTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return TRUE;

}    我们的代码明显越来越长，我们要保持耐心。此时，该是我们添加新测试用例的时候了。

 

 

static void test3() 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    pTreeNode = create_tree_node(10); 

    assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(NULL == pTreeNode); 

} 

static void test3()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       pTreeNode = create_tree_node(10);

       assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(NULL == pTreeNode);

}

    2.2 删除根数据时，只有左子树节点，没有右子树节点

/*

*               

*         10          ======>    5

*        /  \                  /  \

*      5  NULL                3    NULL

*     /                      

*    3

*/ 

/*

*              

*         10          ======>    5

*        /  \                  /  \

*      5  NULL                3    NULL

*     /                     

*    3

*/    很明显，我们只需要把用左子树节点代替原来的根节点即可。

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

        if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = NULL; 

        }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = pTreeNode->left_child; 

            pTreeNode->left_child->parent = NULL; 

        } 

         

        free(pTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return TRUE; 

} 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

              if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = NULL;

              }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = pTreeNode->left_child;

                     pTreeNode->left_child->parent = NULL;

              }

             

              free(pTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return TRUE;

}

    这个时候，我们可以添加新的测试用例，分别添加10、5、3，然后删除10。

 

 

static void test4() 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 5)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 3)); 

    assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(5 == pTreeNode->data); 

    assert(NULL == pTreeNode->parent); 

    free(pTreeNode->left_child); 

    free(pTreeNode); 

} 

static void test4()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 5));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 3));

       assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(5 == pTreeNode->data);

       assert(NULL == pTreeNode->parent);

       free(pTreeNode->left_child);

       free(pTreeNode);

}    2.3 删除根数据时，没有左子树节点，只有右子树节点

 

 

/*

*               

*         10          ======>    15

*        /  \                   /   \

*     NULL  15               NULL    20

*             \

*             20

*/ 

/*

*              

*         10          ======>    15

*        /  \                   /   \

*     NULL  15               NULL    20

*             \

*             20

*/    上面的代码表示了节点的删除过程。我们可以按照这个流程编写代码。

 

 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data) 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode; 

     

    if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode) 

        return FALSE; 

 

    pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data); 

    if(NULL == pTreeNode) 

        return FALSE; 

     

    if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

        if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = NULL; 

        }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = pTreeNode->left_child; 

            pTreeNode->left_child->parent = NULL; 

        }else if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL != pTreeNode->right_child){ 

            *ppTreeNode = pTreeNode->right_child; 

            pTreeNode->right_child->parent = NULL; 

        } 

         

        free(pTreeNode); 

        return TRUE; 

    } 

 

    return TRUE; 

} 

STATUS delete_node_from_tree(TREE_NODE** ppTreeNode, int data)

{

       TREE_NODE* pTreeNode;

      

       if(NULL == ppTreeNode || NULL == *ppTreeNode)

              return FALSE;

 

       pTreeNode = find_data_in_tree_node(*ppTreeNode, data);

       if(NULL == pTreeNode)

              return FALSE;

      

       if(*ppTreeNode == pTreeNode){        

              if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = NULL;

              }else if(NULL != pTreeNode->left_child && NULL == pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = pTreeNode->left_child;

                     pTreeNode->left_child->parent = NULL;

              }else if(NULL == pTreeNode->left_child && NULL != pTreeNode->right_child){

                     *ppTreeNode = pTreeNode->right_child;

                     pTreeNode->right_child->parent = NULL;

              }

             

              free(pTreeNode);

              return TRUE;

       }

 

       return TRUE;

}    添加测试用例，依次添加10、15、20，然后删除数据10。

 

 

static void test5() 

{ 

    TREE_NODE* pTreeNode = NULL; 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 15)); 

    assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 20)); 

    assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10)); 

    assert(15 == pTreeNode->data); 

    assert(NULL == pTreeNode->parent); 

    free(pTreeNode->right_child); 

    free(pTreeNode); 

} 

static void test5()

{

       TREE_NODE* pTreeNode = NULL;

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 15));

       assert(TRUE == insert_node_into_tree(&pTreeNode, 20));

       assert(TRUE == delete_node_from_tree(&pTreeNode, 10));

       assert(15 == pTreeNode->data);

       assert(NULL == pTreeNode->parent);

       free(pTreeNode->right_child);

       free(pTreeNode);

}

    2.4删除数据的左右节点都存在