#include<stdio.h>
 #include<stdlib.h>

 typedef struct AvlNode *Position;
 typedef struct AvlNode *AvlTree;
 typedef int ElementType;

 struct AvlNode{
     ElementType Element;
     AvlTree Left;
     AvlTree Right;
     int Height;
 }AvlNode;

 //Avl函数的声明
 AvlTree CreateTree();                                //创建Avl树
 Position Find(ElementType Element, AvlTree T);       //查找
 Position FindMax(AvlTree T);
 Position FindMin(AvlTree T);
 AvlTree Insert(ElementType Element, AvlTree T);      //插入
 AvlTree Delete(ElementType Element, AvlTree T);      //删除 

 //插入结点到AVL树所需的函数声明
 int Height(AvlTree T);                                //返回树的高
 int Max(ElementType A, ElementType B);                //比较树高
 Position SingleRotateWithLeft(Position K2);           //左单旋
 Position SingleRotateWithRight(Position K2);          //右单旋
 Position DoubleRotateWithLeft(Position K3);           //左右双旋
 Position DoubleRotateWithRight(Position K3);          //右左双旋 

 void PreOrder_1(AvlTree T);                           //先序遍历(递归) 

 int main()
 {
     AvlTree T;
     ElementType Element;

     , i;

         printf("                   本程序实现Avl树的基本操作。                     \n");
         printf("|                                                                      |\n");
         printf("|**********************************************************************|\n");
         printf("|                        Avl树的基本操作如下:                         |\n");
         printf("|                           0.创建Avl树                                |\n");
         printf("|                           1.查找                                     |\n");
         printf("|                           2.插入                                     |\n");
         printf("|                           3.删除                                     |\n");
         printf("|                           4.将Avl树遍历                              |\n");
         printf("|**********************************************************************|\n"); 

     while(flag){

         printf("|                           请选择功能:                               |\n"); 

         scanf("%d", &i);
                               //输入需要选择的功能
         switch(i){
             :
                 printf("请输入Avl树的根结点(0代表NULL):");
                 T = CreateTree();
                 break; 

             :
                 if(T){
                     printf("请输入要查找的元素:");
                     scanf("%d", &Element);
                     if( Find(Element, T))
                         printf("该元素存在!\n");
                     else
                          printf("该元素不存在!\n");
                 }else
                     printf("       Avl树为空!\n");
                 break;     

             :
                 if(T){
                     printf("请输入要插入的元素:");
                     scanf("%d", &Element);
                     T = Insert(Element, T);
                 }else
                     printf("       Avl树为空!\n");
                 break;    

             :
                 if(T){
                     printf("请输入要删除的元素:");
                     scanf("%d", &Element);
                     T = Delete(Element, T);
                 }else
                     printf("       Avl树为空!\n");
                 break;
             :
                 if(T){
                     printf("(先序)遍历的结果为:");
                     PreOrder_1(T);
                     printf("\n");
                 }else
                     printf("       Avl树为空!\n");
                 break;    

             default:
                 flag = ;
                 printf("程序运行结束,按任意键退出!\n");
         }  

     }
     ;
 } 

 //Avl树的函数
 AvlTree CreateTree()                                  //创建Avl树
 {
     ElementType ch;
     AvlTree T; 

     scanf("\n%d", &ch);
     )
        T = NULL;
     else{
         if(!(T = (AvlTree)malloc(sizeof(AvlNode))))
            exit(-);
         T->Element  = ch;
         printf("%d的左儿子为:", T->Element );
         T->Left = CreateTree();
         printf("%d的右儿子为:", T->Element );
         T->Right = CreateTree();
     }
     return T;
 }

 Position Find(ElementType Element, AvlTree T)                //Avl树的查找
 {
     if(T == NULL)
         return NULL;
     if(Element < T->Element)         //向左找
         return Find(Element, T->Left);
     else if(Element > T->Element)    //向右找
         return Find(Element, T->Right);
     else
         return T;
 }

 Position FindMax(AvlTree T)                            //找最大值(非递归)
 {
     if(T != NULL){
         while(T->Right != NULL )    //一直向右找
             T = T->Right;
     }

      return T;
 }
 // Position FindMax(AvlTree T)                         //找最大值(递归)
 //{
 //    if(T == NULL)
 //      return NULL;
 //  else if(T->Right == NULL)
 //        return T;
 //    else
 //        return FindMax(T->Right);
 //    }

 Position FindMin(AvlTree T)                            //找最小值(非递归)
 {
     if(T != NULL){                 //一直向左找
         while(T->Left != NULL )
             T = T->Left;
     }

      return T;
 }
 // Position FindMin(AvlTree T)                         //找最小值(递归)
 //{
 //    if(T == NULL)
 //      return NULL;
 //  else if(T->Left == NULL)
 //        return T;
 //    else
 //        return FindMax(T->Left);
 //    }

 AvlTree Insert(ElementType Element, AvlTree T)         //插入元素到AVL树中
 {
     if(T == NULL){                    //如果是空树,则初始化之
         if(!(T = (AvlTree)malloc(sizeof(AvlNode))))
            exit(-);
         else{
             T->Element = Element;
             T->Height = ;
             T->Left = T->Right = NULL;
         }
     }else if(Element < T->Element ){  //向左找
         T->Left = Insert(Element, T->Left);
         )  //破坏了Avl树的平衡
             if(Element < T->Left->Element )
                 T = SingleRotateWithLeft(T); //左 单旋(可以理解为此时树向左下沉(即天平偏向左边,需要向右挪树))
             else
                 T = DoubleRotateWithLeft(T); //左右双旋     (先执行右单旋,再执行左单旋,一共旋转2次)
     }else if(Element > T->Element ){
         T->Right = Insert(Element, T->Right);
         )
             if(Element > T->Right->Element )
                 T = SingleRotateWithRight(T); //右单旋
             else
                 T = DoubleRotateWithRight(T); //右左双旋
     }

     T->Height = Max(Height(T->Left ), Height(T->Right )) + ;  //平衡后新树的高度
     return T;

 }
 AvlTree Delete(ElementType Element, AvlTree T)               //删除元素 (与搜索二叉树的删除类似)
 {
     Position TmpCell;
     if(T == NULL)                //空树
         printf("没找到该元素,无法删除!\n");
     else if(Element < T->Element)
         T->Left = Delete(Element, T->Left);
     else if(Element > T->Element)
         T->Right = Delete(Element, T->Right);
     else if(T->Left && T->Right){ //要删除的树左右都有儿子
         TmpCell = FindMin(T->Right);   //用该结点右儿子上最小结点替换该结点,然后与只有一个儿子的操作方法相同
         T->Element = TmpCell->Element;
         T->Right = Delete(T->Element, T->Right);
     }else{
         TmpCell = T;        //要删除的结点只有一个儿子
         if(T->Left == NULL)
             T = T->Right;
         else if(T->Right == NULL)
             T = T->Left;
         free(TmpCell);
     }
     return T;
 }   

 void PreOrder_1(AvlTree T)                           //先序遍历(递归)
 {
     if(T){

         printf("%d  ", T->Element);
         PreOrder_1(T->Left);
         PreOrder_1(T->Right);
     }
  } 

  int Height(AvlTree T)                               //返回的高
  {
      if(T == NULL)
          ;
      else
          + Max(Height(T->Left ), Height(T->Right ));
   } 

   int Max(ElementType A, ElementType B)                //比较树高
   {
       if(A > B)
           return A;
       else
         return B;
    } 

 Position SingleRotateWithLeft(Position K2)           //左单旋
 {
     Position K1;

     K1 = K2->Left ;
     K2->Left = K1->Right ;
     K1->Right = K2;

     K2->Height = Max(Height(K2->Left ), Height(K2->Right )) + ;
     K1->Height = Max(Height(K1->Left ), Height(K1->Right )) + ;

     return K1;

  } 

 Position SingleRotateWithRight(Position K2)          //右单旋
 {
     Position K1;

     K1 = K2->Right ;
     K2->Right = K1->Left ;
     K1->Left = K2;

     K2->Height = Max(Height(K2->Left ), Height(K2->Right )) + ;
     K1->Height = Max(Height(K1->Left ), Height(K1->Right )) + ;

     return K1;
  } 

 Position DoubleRotateWithLeft(Position K3)          //左右双旋
 {
     K3->Left = SingleRotateWithRight(K3->Left );

     return SingleRotateWithLeft(K3);

  } 

 Position DoubleRotateWithRight(Position K3)         //右左双旋
 {
     K3->Right = SingleRotateWithLeft(K3->Right );

     return SingleRotateWithRight(K3);
  } 

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