İkili Ağaçlar İkili Arama Ağaçları

... konulu sunumlar: "İkili Ağaçlar İkili Arama Ağaçları"— Sunum transkripti:

1 İkili Ağaçlar İkili Arama Ağaçları

2 Ağaçlar Bağlantılı listedeki erişim zamanı lineerdir.
Çoğu işlemlerin (operasyon) (arama, ekleme, silme) çalışma zamanını daha aza indiren (O(log N) gibi) başka bir veri yapısı var mıdır?

3 Ağaçlar Ağaç düğümlerin koleksiyonudur. Koleksiyon boş olabilir
Eğer boş değilse, ağaç birbirlerinden faklı r kök düğümünü ve sıfır veya birden fazla boş olmayan T1, T2, ...., Tk altağaçlarını içerir, herbiri r’ den gelen bir yönlendirilmiş kenar ile köke bağlıdır.

4 Bazı tanımlar Çocuk ve ebeveyn Yapraklar Kardeş
Kök hariç her düğümün bir ebeveyni vardır. Bir düğümün çocuk sayısı değişebilir. Yapraklar Çocuğu olmayan düğümlere denir. Kardeş Ebeveyni aynı olan düğümlerdir.

5 Bazı Tanımlar Patika – yol - Path Uzunluk - Length
Bir yoldaki kenar sayısı Bir düğümün derinliği Kökten düğüme olan tekil yolun uzunluğu Bir ağacın derinliği en derinde bulunan yaprağın derinliğine eşittir. Bir düğümün yüksekliği Düğümden bir yaprağa olan en uzun yola denir. Bütün yapraklar yükseklik 0 ‘ da bulunur Bir ağacın yüksekliği kökün yüksekliğine eğittir. Ata (veya dede) ve torun

6 Örnek UNIX dizini

7 İkili Ağaçlar Bu ağaçta hiçbir düğümün ikiden fazla çocuğu olamaz
Ortalama bir ikili ağacın derinliği N ‘den küçüktür, en kötü durumda bile derinlik N-1 olabilir.

8 Örnek:ifade ağaçları Yapraklar terim (sabit veya değişken)
Diğer düğümler işlem Bazı işlemler binary değilse ikili ağaçta gösterilemeyebilir.

9 Ağaç Gezme (Tree Traversal)
Bir ağaçtaki verileri belli bir düzende yazmak için kullanılır. Önce-kök Gezme (Pre-order traversal) Kökteki veriyi yaz Sol altağaçtaki verileri iteratif olarak yaz Sağ altağaçtaki verileri iteratif olarak yaz

10 Öncekök, sonrakök, ve içkök Preorder, Postorder and Inorder
Öncekök gezme düğüm, sol, sağ önek ifadesi ++a*bc*+*defg

11 Öncekök, sonrakök, ve içkök
Sonrakök gezme Sol, sağ, düğüm Sonek ifadesi abc*+de*f+g*+ İçkök yazma Sol, düğüm, sağ İçek ifadesi a+b*c+d*e+f*g

12 Öncekök

13 sonrakök

14 Öncekök, sonrakök, ve içkök

15 İkili Ağaçlar İkili ağaç SVY üzerindeki muhtemel işlemler
parent - ebeveyn left_child, right_child - sol_çocuk, sağ_çocuk Sibling - kardeş root, etc - kök Gerçekleştirmesi İkili ağaçta en fazla iki çocuk olduğu için, bunlar için pointer kullanabiliriz.

16 Karşılaştırma: Genel bir ağaç gerçekleştirilmesi

17 İkili Arama Ağacı İkili arama ağaç özelliği
Anahtarları düğümler içinde depolar; böylece arama, ekleme ve silme etkili bir şekilde yapılabilir. İkili arama ağaç özelliği Herbir X düğümü için, solundaki altağaçtaki (subtree) anahtarlar X düğümünde bulunan değerden daha küçüktür, ve sağındaki ağaçtaki anahtarlar X düğümünde bulunan değerden daha büyüktür.

18 İkili Arama Ağaçları Bir ikili arama ağacı İkili arama ağacı değil

19 İkili Arama Ağaçları Ayni elemanları gösteren iki ikili arama ağacı Bir düğümün ortalama derinliği O(log N); maksimum derinliği ise O(N)

20 Gerçekleştirme

21 İAA Arama Eğer 15’i arıyorsak arama işlemi biter.
Eğer aranan anahtar < 15 ise, sol altağaçta aramaya devam edilir. Eğer aranan anahtar > 15 ise, sağ altağaçta aramaya devam edilir.

22

23 Arama (Bul - Find) Find X: X anahtarını bulunduran düğümün pointer ini dönder veya eğer böyle bir düğüm yok ise NULL dönder. Zaman Karmaşıklığı O(ağaç yüksekliği)

24 İAA’ında içkök gezme Bütün anahtarları sıralanmış bir şekilde getirir.

25 findMin/ findMax Ağaçtaki en küçük elemanı içeren düğümü dönderir.
Kökten başla ve sol çocuk var olduğu sürece sola git. Durma noktasındaki eleman en küçük elemandır. findMax için de mantık benzer şekildedir. Zaman karmaşıklığı = O(ağaç yüksekliği)

26 Ekle - insert Zaman Karmaşıklığı = O(ağaç yüksekliği)
Ağaçta ilgili yere find komutunda olduğu gibi git Eğer X varsa, bir şey yapma (veya bir şey güncelle) Diğer durumda, X i gezilen yoldaki en son noktaya ekle. Zaman Karmaşıklığı = O(ağaç yüksekliği)

27 Sil - delete Bir düğüm silindiği zaman, silinen düğümün çocuklarına nasıl yerleştireceğimizi düşünmemiş gerekir. Bu işlem arama ağacı (search tree) özelliğinin korunması için gereklidir.

28 sil Üç durum vardır: (1) düğüm yaprak ise (2) düğümün tek çocuğu varsa
Ebeveynden bir çocuğa bir pointer ata

29 sil (3) düğümün 2 çocuğu varsa
Silinen düğüm anahtarını sağ altağaçtaki minimum elemanla yer değiştir (replace the key of that node with the minimum element at the right subtree ) Minimum elemanı sil Daha sonra ya hiç çocuk kalmamıştır yada bir çocuk vardır. Bu durumda durum 1 ve 2 uygulanır.. Zaman karmaşıklığı = O(ağaç yüksekliği)