AVL树节点必须显式存储height成员以支持O(log n)平衡维护;插入/删除后需自底向上更新高度并按bf数值逻辑执行LL/RR/LR/RL旋转,删除修复须持续至根。

AVL树节点必须显式存储高度值
AVL树的平衡判定依赖每个节点左右子树高度差(balance factor)绝对值 ≤ 1,而高度在插入/删除后频繁变化。C++中不能靠每次递归计算子树深度来判断——那样单次插入时间退化为 O(n)。必须在每个节点中缓存 height 成员变量,并在所有结构变更操作中同步更新。
常见错误是只在插入后调用一次 updateHeight(root),但没意识到旋转过程中涉及的 2~4 个节点的高度都变了,且顺序敏感:必须先更新子孙节点,再更新父节点。
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height初始化为 1(叶子节点),空指针对应高度为 0 - 更新公式固定为:
node->height = 1 + std::max(getHeight(node->left), getHeight(node->right)) - 写一个安全的
getHeight()辅助函数,对nullptr返回 0,避免重复判空
四种旋转的触发条件与指针重连顺序不能颠倒
LL、RR、LR、RL 旋转不是凭“方向感”手写出来的,而是由失衡节点的 balanceFactor 和其子节点的 balanceFactor 共同决定。硬记口诀容易出错,应统一用数值逻辑判断:
- LL:当前节点
bf == 2且左孩子bf >= 0 - RR:当前节点
bf == -2且右孩子bf - LR:当前节点
bf == 2且左孩子bf == -1 - RL:当前节点
bf == -2且右孩子bf == 1
旋转后必须立即更新涉及节点的高度,且顺序是:先更新旋转后的底层节点(如 LR 中的新根 newRoot),再更新原根。否则后续 getBalanceFactor() 会算错。
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Node* AVLTree::rotateRight(Node* y) {
Node* x = y->left;
Node* T2 = x->right;
x->right = y;
y->left = T2;
// 高度更新顺序不可逆:先 y(现在是 x 的子),再 x
y->height = 1 + std::max(getHeight(y->left), getHeight(y->right));
x->height = 1 + std::max(getHeight(x->left), getHeight(x->right));
return x;
}
insert() 后必须从插入点向上回溯更新高度并检查平衡
AVL 插入不是插完就完事。标准 BST 插入返回路径上所有祖先节点,但 C++ 没有内置回溯栈,所以要么用递归(自然带回溯),要么手动维护父指针或栈。递归写法更直观,也更容易嵌入旋转逻辑:
- 递归插入返回新子树根,这样旋转后可直接把新根接回上层
- 每次递归返回前,先更新当前节点高度,再算 balance factor,再根据值决定是否旋转
- 旋转后返回的是新子树根,必须赋给上一层的对应子指针(
root->left或root->right)
漏掉某一层的更新或未将旋转结果赋值回去,会导致树局部失衡却无反应——现象是插入后看似平衡,但再插入一个数就崩出 bf == 3 的节点。
删除节点后平衡修复比插入更复杂,需两次检查
删除可能发生在任意位置,替换节点后仍要回溯。关键点在于:即使某层旋转恢复了平衡,其父层的 balance factor 仍可能因高度变化而再次失衡(比如原来 bf == 1,子树高度减 1 后变成 bf == 2)。因此删除后的修复必须持续向上直到根,不能像插入那样“旋转一次即终止”。
另一个易忽略点:找中序后继(或前驱)替代被删节点时,该后继本身可能带子树(最多一个),删除它时也要走完整 AVL 删除流程——很多人在这里直接 delete 后继节点,跳过了对其父路径的平衡检查。
实际编码中,建议把“查找+删除+回溯修复”封装成独立函数,和插入的递归风格保持一致,避免混用迭代与递归导致路径管理混乱。











