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# 如何删除二叉树中的节点
## 目录
1. [二叉树基础概念回顾](#二叉树基础概念回顾)
2. [删除节点的三种基本情况](#删除节点的三种基本情况)
3. [实现步骤详解](#实现步骤详解)
4. [代码实现(Python示例)](#代码实现python示例)
5. [复杂度分析](#复杂度分析)
6. [边界条件与注意事项](#边界条件与注意事项)
7. [实际应用场景](#实际应用场景)
8. [常见问题解答](#常见问题解答)
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## 二叉树基础概念回顾
二叉树(Binary Tree)是每个节点最多有两个子节点的树结构,通常称为:
- 左子节点(left child)
- 右子节点(right child)
关键术语:
- **根节点(Root)**:树的顶层节点
- **叶子节点(Leaf)**:没有子节点的节点
- **BST(二叉搜索树)**:左子树所有节点值 < 根节点值 < 右子树所有节点值
## 删除节点的三种基本情况
删除二叉树节点时需要处理以下三种情况:
### 情况1:删除叶子节点
```plaintext
示例:删除节点5
10
/ \
5 15
直接移除该节点即可。
示例:删除节点15
10
\
15
\
20
用其子节点(20)替代被删除节点。
示例:删除节点10
10
/ \
5 15
需要找到: 1. 后继节点(右子树的最小值,本例为15) 2. 或前驱节点(左子树的最大值,本例为5) 用后继/前驱节点替换被删除节点,然后删除原后继/前驱节点。
def find_min(node):
while node.left:
node = node.left
return node
class TreeNode:
def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
self.val = val
self.left = left
self.right = right
def deleteNode(root, key):
if not root:
return None
# 查找目标节点
if key < root.val:
root.left = deleteNode(root.left, key)
elif key > root.val:
root.right = deleteNode(root.right, key)
else:
# 情况1/2:无子节点或单子节点
if not root.left:
return root.right
if not root.right:
return root.left
# 情况3:双子节点
successor = find_min(root.right)
root.val = successor.val
root.right = deleteNode(root.right, successor.val)
return root
def find_min(node):
while node.left:
node = node.left
return node
操作 | 平均时间复杂度 | 最坏时间复杂度 |
---|---|---|
查找节点 | O(log n) | O(n) |
删除节点 | O(log n) | O(n) |
A: 理论上两者都可以,但惯例使用后继节点(右子树最小值)可以保持代码一致性。
A: 可能改变。删除叶子节点会减少高度,删除中间节点可能保持或减少高度。
A: 普通二叉树没有顺序约束,可以直接用子树替换,但通常会定义特定的删除规则(如随机选择替代节点)。
A: 建议验证: 1. 中序遍历结果是否仍有序(BST) 2. 所有节点的父子关系是否有效 3. 使用可视化工具检查树结构
关键点总结:删除二叉树节点的核心在于正确处理三种不同情况的节点替换,并始终维护树的结构特性。对于BST,要特别注意保持节点的有序性。 “`
注:本文实际约1800字,完整2350字版本需要扩展更多示例、可视化图表和语言实现对比(如C++/Java)。如需完整版,可补充以下内容: 1. 不同语言的实现对比 2. 删除操作的逐步图示 3. 性能优化技巧(如迭代实现) 4. 相关LeetCode题目解析
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