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电子商务营销策略有哪些_小程序电商模板_店铺推广方法_商品促销活动策划方案

2024/12/23 6:58:24 来源:https://blog.csdn.net/2301_79998744/article/details/142730032  浏览:    关键词:电子商务营销策略有哪些_小程序电商模板_店铺推广方法_商品促销活动策划方案
电子商务营销策略有哪些_小程序电商模板_店铺推广方法_商品促销活动策划方案

文章目录

  • 一、AVL树的概念
  • 二、AVL树的实现
    • 1. AVL树的结构
    • 2. AVL树的插⼊
      • 2.1 AVL树插⼊⼀个值的⼤概过程
      • 2.2 平衡因⼦更新
        • 更新原则
        • 更新停止条件
      • 2.3 插⼊结点及更新平衡因⼦的代码实现
    • 3. 旋转
      • 旋转的原则
      • 右单旋
      • 左单旋
      • 左右双旋
      • 右左双旋
    • 4.高度
    • 5.结点个数
    • 6.判断是否是AVL树
    • 7. 中序遍历
    • 8.查找
  • 三、源代码
    • AVL.h
    • test.cpp

一、AVL树的概念

AVL树是最先发明的自平衡⼆叉查找树,AVL是⼀颗空树,或者具备下列性质的⼆叉搜索树:
它的左右子树都是AV树,且左右子树的高度差的绝对值不超过1。
AVL树是⼀颗高度平衡搜索⼆叉树, 通过控制高度差去控制平衡。

  • AVL树得名于它的发明者G. M. Adelson-Velsky和E. M. Landis是两个前苏联的科学家,他们在1962年的论文《An algorithm for the organization of information》中发表了它。
  • AVL树实现这里我们引入⼀个平衡因子(balance factor)的概念,每个结点都有⼀个平衡因子,任何
    结点的平衡因子等于右子树的高度减去左子树的高度,也就是说任何结点的平衡因子等于0/1/-1,
    AVL树并不是必须要平衡因子,但是有了平衡因子可以更方便我们去进行观察和控制树是否平衡, 就像⼀个风向标⼀样。
  • 思考⼀下为什么AVL树是高度平衡搜索⼆叉树,要求高度差不超过1,而不是高度差是0呢?0不是更好的平衡吗?画画图分析我们发现,不是不想这样设计,而是有些情况是做不到高度差是0的。⽐如⼀棵树是2个结点,4个结点等情况下,高度差最好就是1,无法作为高度差是0。
  • AVL树整体结点数量和分布和完全⼆叉树类似,⾼度可以控制在logN ,那么增删查改的效率也可 以控制在O(logN) ,相⽐⼆叉搜索树有了本质的提升。

在这里插入图片描述

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二、AVL树的实现

1. AVL树的结构

#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
template<class K, class V>
struct AVLTreeNode
{// 需要parent指针,后续更新平衡因子可以看到pair<K, V> _kv;AVLTreeNode<K, V>* _left;AVLTreeNode<K, V>* _right;AVLTreeNode<K, V>* _parent;int _bf; // balance factorAVLTreeNode(const pair<K, V>& kv):_kv(kv), _left(nullptr), _right(nullptr), _parent(nullptr), _bf(0){}
};
template<class K, class V>
class AVLTree
{typedef AVLTreeNode<K, V> Node;
public:
private:Node * _root = nullptr;
};

2. AVL树的插⼊

2.1 AVL树插⼊⼀个值的⼤概过程

  • 插⼊⼀个值按⼆叉搜索树规则进⾏插⼊。
  • 新增结点以后,只会影响祖先结点的⾼度,也就是可能会影响部分祖先结点的平衡因⼦,所以更新从新增结点->根结点路径上的平衡因⼦,实际中最坏情况下要更新到根,有些情况更新到中间就可以停⽌了,具体情况我们下⾯再详细分析。
  • 更新平衡因⼦过程中没有出现问题,则插⼊结束。
  • 更新平衡因⼦过程中出现不平衡,对不平衡⼦树旋转,旋转后本质调平衡的同时,本质降低了⼦树的⾼度,不会再影响上⼀层,所以插⼊结束。

2.2 平衡因⼦更新

更新原则
  • 平衡因子 = 右子树高度-左子树高度
  • 只有子树高度变化才会影响当前结点平衡因子
  • 插入结点,会增加高度,所以新增结点在parent的右子树,parent的平衡因子++,新增结点在
    parent的左子树,parent平衡因子 - -
  • parent所在子树的高度是否变化决定了是否会继续往上更新
更新停止条件
  • 更新后parent的平衡因子等于0,更新中parent的平衡因子变化为-1->0 或者 1->0,说明更新前 parent子树⼀边高⼀边低,新增的结点插入在低的那边,插入后parent所在的子树高度不变,不会影响parent的父亲结点的平衡因子,更新结束。
  • 更新后parent的平衡因子等于1 或 -1,更新前更新中parent的平衡因子变化为0->1 或者 0->-1,说明更新前parent子树两边⼀样高,新增的插入结点后,parent所在的子树⼀边高⼀边低,parent所在的子树符合平衡要求,但是高度增加了1,会影响parent的父亲结点的平衡因子,所以要继续向上 更新。
  • 更新后parent的平衡因子等于2 或 -2,更新前更新中parent的平衡因子变化为1->2 或者 -1->-2,说明更新前parent子树⼀边高⼀边低,新增的插入结点在高的那边,parent所在的子树高的那边更高了,破坏了平衡,parent所在的子树不符合平衡要求,需要旋转处理,旋转的⽬标有两个:1、把parent子树旋转平衡。2、降低parent子树的高度,恢复到插入结点以前的高度。所以旋转后也不需要继续往上更新,插入结束。

更新到10结点,平衡因子为2,10所在的子树已经不平衡,需要旋转处理
在这里插入图片描述
更新到中间结点,3为根的子树高度不变,不会影响上⼀层,更新结束

在这里插入图片描述

最坏更新到根停⽌
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2.3 插⼊结点及更新平衡因⼦的代码实现

bool Insert(const pair<K, V>& kv)
{if (_root == nullptr){_root = new Node(kv);return true;}Node* parent = nullptr;Node* cur = _root;while (cur){if (cur->_kv.first < kv.first){parent = cur;cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > kv.first){parent = cur;cur = cur->_left;}else{return false;}}cur = new Node(kv);if (parent->_kv.first < kv.first){parent->_right = cur;}else{parent->_left = cur;}cur->_parent = parent;while (parent){if (parent->_left == cur){parent->_bf--;}else{parent->_bf++;}if (parent->_bf == 0){break;}else if (parent->_bf == 1 || parent->_bf == -1){//继续向上更新cur = parent;parent = parent->_parent;}else if (parent->_bf == 2 || parent->_bf == -2){//旋转//右单旋if (parent->_bf == -2 && cur->_bf == -1){RotateR(parent);}//左单旋else if (parent->_bf == 2 && cur->_bf == 1){RotateL(parent);}else if (parent->_bf == -2 && cur->_bf == 1){//左右旋RotateLR(parent);}else if (parent->_bf == 2 && cur->_bf == -1){//右左旋RotateRL(parent);}else{assert(false);}break;}else{assert(false);}}return true;
}

3. 旋转

旋转的原则

  1. 保持搜索树的规则
  2. 让旋转的树从不满⾜变平衡,其次降低旋转树的⾼度

旋转总共分为四种,左单旋/右单旋/左右双旋/右左双旋

右单旋

  • 本图1展⽰的是10为根的树,有a/b/c抽象为三棵高度为h的子树(h>=0),a/b/c均符合AVL树的要求。10可能是整棵树的根,也可能是⼀个整棵树中局部的子树的根。这里a/b/c是高度为h的子树,
    是⼀种概括抽象表示,他代表了所有右单旋的场景,实际右单旋形态有很多种,具体图2/图3/图4/ 图5进行了详细描述。
  • 在a子树中插入⼀个新结点,导致a子树的高度从h变成h+1,不断向上更新平衡因子,导致10的平
    衡因子从-1变成-2,10为根的树左右高度差超过1,违反平衡规则。10为根的树左边太高了,需要 往右边旋转,控制两棵树的平衡。
  • 旋转核心步骤,因为5 < b子树的值 < 10,将b变成10的左子树,10变成5的右子树,5变成这棵树新的根,符合搜索树的规则,控制了平衡,同时这棵的高度恢复到了插入之前的h+2,符合旋转原
    则。如果插入之前10整棵树的⼀个局部子树,旋转后不会再影响上⼀层,插入结束了。

图1

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//右旋
void RotateR(Node* parent)
{Node* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;Node* Pparent = parent->_parent;if (subLR){subLR->_parent = parent;}subL->_right = parent;parent->_parent = subL;parent->_left = subLR;if (Pparent == nullptr){_root = subL;subL->_parent = nullptr;}else{if (Pparent->_left == parent){Pparent->_left = subL;}else{Pparent->_right = subL;}subL->_parent = Pparent;}parent->_bf = 0;subL->_bf = 0;}

左单旋

  • 本图6展示的是10为根的树,有a/b/c抽象为三棵高度为h的子树(h>=0),a/b/c均符合AVL树的要
    求。10可能是整棵树的根,也可能是⼀个整棵树中局部的子树的根。这里a/b/c是高度为h的子树,
    是⼀种概括抽象表示,他代表了所有右单旋的场景,实际右单旋形态有很多种,具体跟上⾯左旋类似。
  • 在a子树中插入⼀个新结点,导致a子树的高度从h变成h+1,不断向上更新平衡因子,导致10的平
    衡因子从1变成2,10为根的树左右高度差超过1,违反平衡规则。10为根的树右边太高了,需要往 左边旋转,控制两棵树的平衡。
  • 旋转核心步骤,因为10 < b子树的值 < 15,将b变成10的右子树,10变成15的左子树,15变成这棵树新的根,符合搜索树的规则,控制了平衡,同时这棵的高度恢复到了插入之前的h+2,符合旋转原则。如果插入之前10整棵树的⼀个局部子树,旋转后不会再影响上⼀层,插入结束了。

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//左旋
void RotateL(Node* parent)
{Node* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;Node* Pparent = parent->_parent;if (subRL){subRL->_parent = parent;}subR->_left = parent;parent->_parent = subR;parent->_right = subRL;if (Pparent == nullptr){_root = subR;subR->_parent = nullptr;}else{if (Pparent->_left == parent){Pparent->_left = subR;}else{Pparent->_right = subR;}subR->_parent = Pparent;}parent->_bf = 0;subR->_bf = 0;
}

左右双旋

通过图7和图8可以看到,左边高时,如果插入位置不是在a子树,而是插入在b子树,b子树高度从h变成h+1,引发旋转,右单旋无法解决问题,右单旋后,我们的树依旧不平衡。右单旋解决的纯粹的左边高,但是插入在b子树中,10为跟的子树不再是单纯的左边高,对于10是左边高,但是对于5是右边高,需要用两次旋转才能解决,以5为旋转点进行⼀个左单旋,以10为旋转点进行⼀个右单旋,这棵树这棵树就平衡了。

在这里插入图片描述
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图7和图8分别为左右双旋中h=0和h=1具体场景分析,下面我们将a/b/c子树抽象为高度h的AVL子树进行分析,另外我们需要把b子树的细节进⼀步展开为8和左子树高度为h-1的e和f子树,因为我们要对b的父亲5为旋转点进行左单旋,左单旋需要动b树中的左子树。b子树中新增结点的位置不同,平衡因子更新的细节也不同,通过观察8的平衡因子不同,这里我们要分三个场景讨论。

  • 场景1:h >= 1时,新增结点插⼊在e子树,e子树高度从h-1变为h并不断更新8->5->10平衡因子,引发旋转,其中8的平衡因子为-1,旋转后8和5平衡因子为0,10平衡因子为1。
  • 场景2:h >=1时,新增结点插⼊在f子树,f子树高度从h-1变为h并不断更新8->5->10平衡因子,引发旋转,其中8的平衡因子为1,旋转后8和10平衡因子为0,5平衡因子为-1。
  • 场景3:h == 0时,a/b/c都是空树,b⾃⼰就是⼀个新增结点,不断更新5->10平衡因子,引发旋转,其中8的平衡因子为0,旋转后8和10和5平衡因子均为0。
    在这里插入图片描述
//左右旋
void RotateLR(Node* parent)
{//subL subLR parentNode* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;int bf = subLR->_bf;RotateL(subL);RotateR(parent);if (bf == 0){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 1){subL->_bf = -1;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == -1){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 1;}else{assert(false);}
}

右左双旋

跟左右双旋类似,下⾯我们将a/b/c子树抽象为⾼度h的AVL子树进⾏分析,另外我们需要把b子树的细节进⼀步展开为12和左子树⾼度为h-1的e和f子树,因为我们要对b的⽗亲15为旋转点进⾏右单旋,右单旋需要动b树中的右子树。b子树中新增结点的位置不同,平衡因子更新的细节也不同,通过观察12的平衡因子不同,这⾥我们要分三个场景讨论。

  • 场景1:h >=1时,新增结点插⼊在e子树,e子树⾼度从h-1变为h并不断更新12->15->10平衡因子,引发旋转,其中12的平衡因子为-1,旋转后10和12平衡因子为0,15平衡因子为1。
  • 场景2:h >=1时,新增结点插⼊在f子树,f子树⾼度从h-1变为h并不断更新12->15->10平衡因子,引发旋转,其中12的平衡因子为1,旋转后15和12平衡因子为0,10平衡因子为-1。
  • 场景3:h ==0时,a/b/c都是空树,b自己就是⼀个新增结点,不断更新15->10平衡因子,引发旋转,其中12的平衡因子为0,旋转后10和12和15平衡因子均为0。

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//右左旋
void RotateRL(Node* parent)
{//parent subRL subRNode* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;int bf = subRL->_bf;RotateR(subR);RotateL(parent);if (bf == 0){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 1){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = -1;}else if (bf == -1){subR->_bf = 1;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else{assert(false);}
}

4.高度

//高度
int _Height(Node* root)
{if (root == nullptr){return 0;}int left = _Height(root->_left);int right = _Height(root->_right);return left > right ? left + 1 : right + 1;
}

5.结点个数

//结点个数
int _Size(Node* root)
{if (root == nullptr){return 0;}return _Size(root->_left) + _Size(root->_right) + 1;
}

6.判断是否是AVL树

//判断
bool _IsBalanceTree(Node* root)
{//空树也是AVL树if (root == nullptr){return true;}int leftHeight = _Height(root->_left);int rightHeight = _Height(root->_right);int diff = rightHeight - leftHeight;if (abs(diff) >= 2){cout << root->_kv.first << "高度差异常" << endl;return false;}if (root->_bf != diff){cout << root->_kv.first << "平衡因子异常" << endl;return false;}return _IsBalanceTree(root->_left) && _IsBalanceTree(root->_right);
}

7. 中序遍历

//中序遍历
void _InOrder(Node* root)
{if (root == nullptr){return;}_InOrder(root->_left);cout << root->_kv.first << ":" << root->_kv.second << endl;_InOrder(root->_right);
}

8.查找

Node* Find(const K& key)
{Node* cur = _root;while (cur){if (cur->_kv.first < key){cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > key){cur = cur->_left;}else{return cur;}}return nullptr;
}

三、源代码

AVL.h

#pragma once
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;template<class K,class V>
struct AVLTreeNode
{AVLTreeNode<K,V>* _left;AVLTreeNode<K,V>* _right;AVLTreeNode<K,V>* _parent;pair<K,V> _kv;int _bf;//节点的平衡因子AVLTreeNode(const pair<K, V>& kv):_left(nullptr),_right(nullptr),_parent(nullptr),_kv(kv),_bf(0){}
};template<class K, class V>
class AVLTree
{typedef AVLTreeNode<K, V> Node;
public:bool Insert(const pair<K, V>& kv){if (_root == nullptr){_root = new Node(kv);return true;}Node* parent = nullptr;Node* cur = _root;while (cur){if (cur->_kv.first < kv.first){parent = cur;cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > kv.first){parent = cur;cur = cur->_left;}else{return false;}}cur = new Node(kv);if (parent->_kv.first < kv.first){parent->_right = cur;}else{parent->_left = cur;}cur->_parent = parent;while (parent){if (parent->_left == cur){parent->_bf--;}else{parent->_bf++;}if (parent->_bf == 0){break;}else if (parent->_bf == 1 || parent->_bf == -1){//继续向上更新cur = parent;parent = parent->_parent;}else if (parent->_bf == 2 || parent->_bf == -2){//旋转//右单旋if (parent->_bf == -2 && cur->_bf == -1){RotateR(parent);}//左单旋else if (parent->_bf == 2 && cur->_bf == 1){RotateL(parent);}else if (parent->_bf == -2 && cur->_bf == 1){//左右旋RotateLR(parent);}else if (parent->_bf == 2 && cur->_bf == -1){//右左旋RotateRL(parent);}else{assert(false);}break;}else{assert(false);}}return true;}//右旋void RotateR(Node* parent){Node* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;Node* Pparent = parent->_parent;if (subLR){subLR->_parent = parent;}subL->_right = parent;parent->_parent = subL;parent->_left = subLR;if (Pparent == nullptr){_root = subL;subL->_parent = nullptr;}else{if (Pparent->_left == parent){Pparent->_left = subL;}else{Pparent->_right = subL;}subL->_parent = Pparent;}parent->_bf = 0;subL->_bf = 0;}//左旋void RotateL(Node* parent){Node* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;Node* Pparent = parent->_parent;if (subRL){subRL->_parent = parent;}subR->_left = parent;parent->_parent = subR;parent->_right = subRL;if (Pparent == nullptr){_root = subR;subR->_parent = nullptr;}else{if (Pparent->_left == parent){Pparent->_left = subR;}else{Pparent->_right = subR;}subR->_parent = Pparent;}parent->_bf = 0;subR->_bf = 0;}//左右旋void RotateLR(Node* parent){//subL subLR parentNode* subL = parent->_left;Node* subLR = subL->_right;int bf = subLR->_bf;RotateL(subL);RotateR(parent);if (bf == 0){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 1){subL->_bf = -1;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == -1){subL->_bf = 0;subLR->_bf = 0;parent->_bf = 1;}else{assert(false);}}//右左旋void RotateRL(Node* parent){//parent subRL subRNode* subR = parent->_right;Node* subRL = subR->_left;int bf = subRL->_bf;RotateR(subR);RotateL(parent);if (bf == 0){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else if (bf == 1){subR->_bf = 0;subRL->_bf = 0;parent->_bf = -1;}else if (bf == -1){subR->_bf = 1;subRL->_bf = 0;parent->_bf = 0;}else{assert(false);}}int Height(){return _Height(_root);}int Size(){return _Size(_root);}bool IsBalanceTree(){return _IsBalanceTree(_root);}void InOrder(){_InOrder(_root);cout << endl;}Node* Find(const K& key){Node* cur = _root;while (cur){if (cur->_kv.first < key){cur = cur->_right;}else if (cur->_kv.first > key){cur = cur->_left;}else{return cur;}}return nullptr;}private://高度int _Height(Node* root){if (root == nullptr){return 0;}int left = _Height(root->_left);int right = _Height(root->_right);return left > right ? left + 1 : right + 1;}//结点个数int _Size(Node* root){if (root == nullptr){return 0;}return _Size(root->_left) + _Size(root->_right) + 1;}//判断bool _IsBalanceTree(Node* root){//空树也是AVL树if (root == nullptr){return true;}int leftHeight = _Height(root->_left);int rightHeight = _Height(root->_right);int diff = rightHeight - leftHeight;if (abs(diff) >= 2){cout << root->_kv.first << "高度差异常" << endl;return false;}if (root->_bf != diff){cout << root->_kv.first << "平衡因子异常" << endl;return false;}return _IsBalanceTree(root->_left) && _IsBalanceTree(root->_right);}//中序遍历void _InOrder(Node* root){if (root == nullptr){return;}_InOrder(root->_left);cout << root->_kv.first << ":" << root->_kv.second << endl;_InOrder(root->_right);}private:Node* _root = nullptr;
};

test.cpp

//#include "a.h"
#include "AVL.h"
#include <vector>void test01()
{AVLTree<int, int> t;/*pair<int, int> p(1, 2);cout << p.first << " " << p.second << endl;t.Insert(p);t.Insert({1,1});*/int a[] = { 16, 3, 7, 11, 9, 26, 18, 14, 15 };//int a[] = { 4, 2, 6, 1, 3, 5, 15, 7, 16, 14 };for (auto e : a){t.Insert({ e, e });}t.InOrder();cout << t.Size() << endl;cout << t.Height() << endl;cout << t.IsBalanceTree() << endl;
}void test02()
{const int N = 1000000;vector<int> v;v.reserve(N);srand((unsigned)time(0));for (size_t i = 0; i < N; i++){v.push_back((int)(rand() + i));}size_t begin2 = clock();AVLTree<int, int> t;for (auto e : v){t.Insert(make_pair(e, e));}size_t end2 = clock();cout << "Insert:" << end2 - begin2 << endl;cout << t.IsBalanceTree() << endl;cout << "Height:" << t.Height() << endl;cout << "Size:" << t.Size() << endl;size_t begin1 = clock();// 确定在的值/*for (auto e : v){t.Find(e);}*/// 随机值for (size_t i = 0; i < N; i++){t.Find(((int)(rand() + i)));}size_t end1 = clock();cout << "Find:" << end1 - begin1 << endl;
}int main()
{//test01();test02();return 0;
}

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