在 JavaScript 中從二叉搜尋樹中刪除指定節點


問題

假設,我們有以下程式碼建立了一個二叉搜尋樹資料結構,並提供了插入節點的功能:

class Node{
   constructor(data) {
      this.data = data;
      this.left = null;
      this.right = null;
   };
};
class BinarySearchTree{
   constructor(){
      // root of a binary seach tree
      this.root = null;
   }
   insert(data){
      var newNode = new Node(data);
      if(this.root === null){
         this.root = newNode;
      }else{
         this.insertNode(this.root, newNode);
      };
   };
   insertNode(node, newNode){
      if(newNode.data < node.data){
         if(node.left === null){
            node.left = newNode;
         }else{
            this.insertNode(node.left, newNode);
         };
      } else {
         if(node.right === null){
            node.right = newNode;
         }else{
            this.insertNode(node.right,newNode);
         };
      };
   };
};
const BST = new BinarySearchTree();
BST.insert(5);
BST.insert(3);
BST.insert(6);
BST.insert(2);
BST.insert(4);
BST.insert(7);

執行這段程式碼後,我們的 BST 會是這樣的:

5
/ \
3 6
/ \ \
2 4 7

我們需要編寫另一個函式 deleteNode(),它以任何 BST 的根節點作為第一個引數,以數值作為第二個引數。

如果第二個引數指定的數值存在於樹中,則我們的函式應該刪除包含該數值的節點,否則我們的函式什麼也不做。在這兩種情況下,我們的函式都應該返回更新後的 BST 的根節點。

示例

程式碼如下:

class Node{
   constructor(data) {
      this.data = data;
      this.left = null;
      this.right = null;
   };
};
class BinarySearchTree{
   constructor(){
      // root of a binary seach tree
      this.root = null;
   }
   insert(data){
      var newNode = new Node(data);
      if(this.root === null){
         this.root = newNode;
      }else{
         this.insertNode(this.root, newNode);
      };
   };
   insertNode(node, newNode){
      if(newNode.data < node.data){
         if(node.left === null){
            node.left = newNode;
         }else{
            this.insertNode(node.left, newNode);
         };
      } else {
         if(node.right === null){
            node.right = newNode;
         }else{
            this.insertNode(node.right,newNode);
         };
      };
   };
};
const BST = new BinarySearchTree();
BST.insert(5);
BST.insert(3);
BST.insert(6);
BST.insert(2);
BST.insert(4);
BST.insert(7);
const printTree = (node) => {
   if(node !== null) {
      printTree(node.left);
      console.log(node.data);
      printTree(node.right);
   };
};
const deleteNode = function(root, key) {
   if(!root){
      return null;
   };
   if(root.data > key){
      if(!root.left){
         return root;
      }else{
         root.left = deleteNode(root.left, key);
      };
   } else if(root.data < key){
      if(!root.right) return root;
      else root.right = deleteNode(root.right, key);
   } else {
      if(!root.left || !root.right){
         return root.left || root.right;
      } else {
         let nd = new TreeNode();
         let right = root.right;
         nd.left = root.left;
         while(right.left){
            right = right.left;
         }
         nd.data = right.data;
         nd.right = deleteNode(root.right, right.data);
         return nd;
      }
   }
   return root;
};
console.log('Before Deleting any node');
printTree(BST.root);
console.log('After deleting node with data 4');
printTree(deleteNode(BST.root, 4));

程式碼解釋

一旦我們找到目標節點,我們需要考慮三種情況。

  • 葉子節點(沒有左子節點,也沒有右子節點);

  • 有左子節點,沒有右子節點;沒有左子節點,有右子節點;

  • 既有左子節點又有右子節點。

1 和 2 很容易處理,我們只需要返回 null 或我們擁有的任何節點(左子節點或右子節點);

對於最後一種情況,我們需要知道刪除目標節點後,什麼節點將替換它。如果我們簡單地將其左子節點或右子節點上移,則 BST 將變得無效。所以我們必須找到右子樹中最小的節點或左子樹中最大的節點。

輸出

控制檯輸出如下:

Before Deleting any node
2
3
4
5
6
7
After deleting node with data 4
2
3
5
6
7

更新於: 2021年3月18日

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