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# 左高树 Height-biased Leftist Tree 合并思路
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合并两个左高树(Height-biased Leftist Tree, HBLT)是其核心操作,利用递归和左右子树的`s(x)`(通常指null path length,NPL)来保持“左高性质”和堆序。下面给你完整详细步骤和示例代码。
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## 左高树合并的基本思路
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假设有两棵左高树的根节点指针 `h1` 和 `h2`,要合并它们,得到合并后的左高树根节点。
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### 主要步骤
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1. **处理空树情况**
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* 如果 `h1` 是空,直接返回 `h2`。
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* 如果 `h2` 是空,直接返回 `h1`。
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2. **保证根节点的键值满足最大堆性质**
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* 如果是最大左高树(Max-Heap),令 `h1` 的键值大于等于 `h2`。
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* 若 `h1->key < h2->key`,交换 `h1` 和 `h2`。
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3. **递归合并**
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* 将 `h2` 合并到 `h1` 的右子树。
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* `h1->right = merge(h1->right, h2)`
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4. **保持左高性质(左子树的 null path length ≥ 右子树)**
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* 如果 `s(h1->left) < s(h1->right)`,交换左右子树指针。
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5. **更新当前节点的 s 值**
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* `s(h1) = s(h1->right) + 1`
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6. 返回新的根 `h1`。
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## 伪代码
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```cpp
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template<typename T>
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struct binaryTreeNode {
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std::pair<int, T> data; // 键值和负载
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binaryTreeNode *left;
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binaryTreeNode *right;
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int s; // null path length (NPL)
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};
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template<typename T>
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binaryTreeNode<std::pair<int, T>>* merge(binaryTreeNode<std::pair<int, T>>* h1,
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binaryTreeNode<std::pair<int, T>>* h2) {
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if (!h1) return h2;
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if (!h2) return h1;
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// 保证最大堆性质,根值较大
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if (h1->data.first < h2->data.first)
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std::swap(h1, h2);
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// 递归合并 h2 到 h1 的右子树
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h1->right = merge(h1->right, h2);
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// 保持左高性质
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int leftNPL = h1->left ? h1->left->s : 0;
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int rightNPL = h1->right ? h1->right->s : 0;
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if (leftNPL < rightNPL)
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std::swap(h1->left, h1->right);
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// 更新当前节点的 s 值
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h1->s = (h1->right ? h1->right->s : 0) + 1;
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return h1;
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}
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```
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## 说明
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* `s`(null path length)定义为从该节点到其最近的空外部节点(外部节点视为 `nullptr`)的路径长度。
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* 由于左高树特性,左子树的 `s` 不小于右子树的 `s`,合并后通过交换左右子树保证这个性质。
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* 这个合并过程保证了合并操作时间复杂度为 O(log n)。
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# 左高树合并 — 逐步图解(示例:根 50 与 根 45)
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下面是你给出的两个左高树(Max-Leftist)的逐步合并图解。我把每一步的递归调用、比较、左右交换和 s 值(null path length,定义为:s(nullptr)=0,s(leaf)=1,节点 s = right.s + 1)都写清楚了。
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