13、自平衡二叉查找树AVL

package ren.laughing.datastructure.baseImpl;

/**
 * 自平衡二叉查找树AVL 继承二叉查找树
 * 
 * @author Laughing_Lz
 * @time 2016年4月20日
 */
public class AVLTree extends BSTree {
    /**
     * 统一平衡方法 旋转操作
     * 
     * @param z
     *            z是失衡的结点
     * @return 返回平衡后子树的根结点
     */
    private BinTreeNode rotate(BinTreeNode z) {
        BinTreeNode y = heightSubT(z);// 取y为z更高的孩子
        BinTreeNode x = heightSubT(y);// 取x为y更高的孩子
        boolean isLeft =z.isLChild();//标记z是否是左孩子
        BinTreeNode p = z.getParent();//取z的父结点
        BinTreeNode a,b,c;
        BinTreeNode t0,t1,t2,t3;
        //以下分四种情况重命名
        if(y.isLChild()){//1如果y是左孩子
            c = z;
            t3 = z.getRChild();
            if(x.isLChild()){//1.1如果x是左孩子(左左失衡)
                a = x;
                b = y;
                t0 = x.getLChild();
                t1 = x.getRChild();
                t2 = y.getRChild();
            }else{//1.2如果x是右孩子(左右失衡)
                b = x;
                a = y;
                t1 = x.getLChild();
                t2 = x.getRChild();
                t0 = y.getLChild();
            }
        }else{//2如果y是右孩子
            a = z;
            t0 = z.getLChild();
            if(x.isRChild()){//2.1如果x是右孩子(右右失衡)
                c = x;
                b = y;
                t2 = x.getLChild();
                t3 = x.getRChild();
                t1 = y.getLChild();
            }else{//2.2如果x是左孩子(右左失衡)
                b = x;
                c = y;
                t1 = x.getLChild();
                t2 =x.getRChild();
                t3 = y.getRChild();
            }
        }
//        x.server();//疑问，已经赋值给a b c 还有何用？★
//        y.server();
//        z.server();
        a.server();//断开与父结点的连接
        b.server();
        c.server();
        if(t0 != null){
            t0.server();
        }
        if(t1 != null){
            t1.server();
        }
        if(t2 != null){
            t2.server();
        }
        if(t3 != null){
            t3.server();
        }
        b.setLChild(a);//重新设置左右孩子，平衡
        b.setRChild(c);
        a.setLChild(t0);
        a.setRChild(t1);
        c.setLChild(t2);
        c.setRChild(t3);
        if(isLeft){
            p.setLChild(b);
        }else{
            p.setRChild(b);
        }
        return b;//返回平衡后子树的根
    }

    /**
     * 获取结点v较高的子树
     * 
     * @param v
     * @return
     */
    private BinTreeNode heightSubT(BinTreeNode v) {
        if (v == null) {
            return null;
        }
        int lH = -1;// 若没有左子树，默认左子树高度为-1
        if (v.hasLChild()) {
            lH = v.getLChild().getHeight();
        }
        int rH = -1;// 若没有右子树，默认右子树高度为-1
        if (v.hasRChild()) {
            rH = v.getRChild().getHeight();
        }
        if (lH > rH) {
            return v.getLChild();
        } else if (lH < rH) {
            return v.getRChild();
        } else {// 若两边子树等高
            if (v.isLChild()) {
                return v.getLChild();
            } else {
                return v.getRChild();
            }
        }
    }
    /**
     * 重写BSTree的insert方法
     * insert之后要重新平衡
     */
    @Override
    public void insert(Object obj) {
        super.insert(obj);
        root = reBalance(startBN);//重新平衡树
    }
    /**
     * 重新平衡AVL树
     * @param startBN
     * @return 返回平衡后的AVL树根结点
     */
    private BinTreeNode reBalance(BinTreeNode startBN) {
        if(startBN == null){
            return root;
        }
        BinTreeNode c = startBN;
        while(startBN != null){//从startBN开始，向上逐一检查 z 的祖先★
            if(!isBalance(startBN)){//若startBN失衡，则旋转使之重新平衡★
                startBN = rotate(startBN);
            }
            c = startBN;
            startBN = startBN.getParent();//继续检查其父亲
        }
        return c;
    }
    /**
     * 判断该结点是否平衡
     * @param startBN
     * @return
     */
    private boolean isBalance(BinTreeNode startBN) {
        if(startBN == null){
            return true;
        }
        int lH = startBN.hasLChild()?startBN.getLChild().getHeight():-1;
        int rH = startBN.hasRChild()?startBN.getRChild().getHeight():-1;
        return (Math.abs(lH-rH) <= 1);
    }
    /**
     * 重写BSTree的remove方法
     */
    @Override
    public Object remove(Object ele) {
        Object obj = super.remove(ele);
        root = reBalance(startBN);//重新平衡AVL树
        return obj;
    }
}