2-3 树 - C++ 中的数据结构和算法

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2-3 树是数据结构中的一种树,其中树的每个节点都是 2 节点

或 3 节点。它是具有 3 阶的特殊类型的 B 树

树中的 2 节点是指具有一个数据部分和两个子节点的节点。

树中的 3 节点是指具有两个数据部分和三个子节点的节点。

图:- 2-3 树

2-3 树的属性:-

  • 每个内部节点要么是 2 节点,要么是 3 节点。

  • 包含一个数据部分的节点可以是具有恰好 2 个子节点的 2 节点,也可以是没有子节点的叶节点子节点。

  • 包含两个数据部分的节点只能是具有恰好 3 个子节点的 3 节点。

  • 所有叶节点始终处于同一级别。

  • 2-3 树始终是高度平衡的树。

  • 在 2-3 树中搜索操作快速而高效。

2 节点:-

  • 恰好两个子节点。

  • 左子节点权重较小。

  • 右子节点权重较大。

  • 可以是没有子节点的叶节点。

3 节点:-

  • 恰好三个子节点。

  • 2 个数据值。

  • 左子节点的权重小于左数据值。

  • 中间子节点的权重介于两个数据值之间。

  • 右子节点的权重大于右数据值。

  • 永远不能成为叶节点。

2-3 树中的操作:-

1. 在 2-3 树中搜索

  • 与二叉搜索树中的搜索操作类似,因为数据是排序的。

  • 在 2-3 树中搜索 X。

  • 如果树为空 →返回 False

  • 如果到达根节点,则返回 False(未找到)

  • 如果 X 小于左侧数据部分,则搜索左子树

  • 如果 X 大于左侧数据且大于右侧数据,则搜索中间子树。

  • 如果 X 大于右侧数据部分,则搜索右子树。

2.在 2-3 树中插入节点

  • 在 2-3 树中插入 X。

  • 如果树为空 → 将 X 添加为根。

  • 搜索 X 的正确位置并将其添加为叶节点。

  • 如果有一个叶节点带有一个数据部分,则添加 X,叶节点变为 2 - 节点。

  • 如果叶节点有两个数据部分,则添加 X。拆分临时 3 节点并根据排序顺序将数据移动到父节点。

制作 2-3 树并按顺序添加节点 → 10, 5, 8, 15, 23, 21

3. 删除 2-3 树中的节点

  • 删除 2-3 树中的 X。

  • 如果树为空,则返回 false。

  • 搜索 X 的位置并删除它,然后调整树。

  • 如果 X 是 3 节点的一部分,则删除 X 并调整左值和中间值。如有必要,还需调整节点祖先的左值和中间值。

  • 如果 X 是 2 个节点的一部分,则以递归方式调整和拆分树,按排序顺序排列节点。


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