一步一步写算法（之排序二叉树删除-1）

2023-12-03 15:16:52

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；
}

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));
}

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;
}

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);
}

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
*/

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;
}

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);
}

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
*/

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;
}

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);
}

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
*/

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;
}

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);
}

2.4删除数据的左右节点都存在

（待续）

码农公寓

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