Java超詳細(xì)講解排序二叉樹(shù)
排序二叉樹(shù)概念
- 二叉排序樹(shù)(Binary Sort Tree),又稱二叉查找樹(shù)(Binary Search Tree),亦稱二叉搜索樹(shù)。是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的一類。
- 對(duì)于二叉排序樹(shù)的任何一個(gè)非葉子節(jié)點(diǎn), 要求左子節(jié)點(diǎn)的值比當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的值小,右子節(jié)點(diǎn)的值比當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的值大。
- 對(duì)二叉排序樹(shù)進(jìn)行中序遍歷,結(jié)果就是按從小到大排序的。
排序二叉樹(shù)類的定義
public class binarySortTree {
class Node{
int value;
Node left;
Node right;
public Node(int value){
this.value = value;
}
public void display(){
System.out.print(this.value + " ");
}
}
Node root;
}
添加節(jié)點(diǎn)
排序二叉樹(shù)添加節(jié)點(diǎn)的十分簡(jiǎn)單,無(wú)論使用遞歸還是循環(huán),思路都一樣,這里我用遞歸的方式講解。
- 每次添加一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí),判斷value(添加節(jié)點(diǎn)的值)與root的值的大小關(guān)系: 若
root.value < value, 說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)應(yīng)該添加在root的右子樹(shù)上。如果右子樹(shù)為空,直接添加:root.right = new Node(value);如果右子樹(shù)不為空,那么遞歸進(jìn)右子樹(shù)(令root.right為root)。 - 若
root.value >= value, 說(shuō)明該節(jié)點(diǎn)應(yīng)該添加在root的左子樹(shù)上。如果左子樹(shù)為空,直接添加:root.left = new Node(value);如果左子樹(shù)不為空,那么遞歸進(jìn)右子樹(shù)(令root.left為root)。
代碼如下:
//添加節(jié)點(diǎn)
//此方法可以類內(nèi)部方法的調(diào)用
private void add(Node root,int value){
//添加節(jié)點(diǎn)的值大于根節(jié)點(diǎn)的值,該節(jié)點(diǎn)添加到根節(jié)點(diǎn)的右子樹(shù)上
if(value > root.value){
//根節(jié)點(diǎn)的右子樹(shù)為空,直接添加
if(root.right == null){
root.right = new Node(value);
}
//根節(jié)點(diǎn)右子樹(shù)不為空,遞歸往右子樹(shù)插
else{
add(root.right,value);
}
}
//添加節(jié)點(diǎn)的值小于或者等于根節(jié)點(diǎn)的值,該節(jié)點(diǎn)應(yīng)該添加到左子樹(shù)
else{
//左子樹(shù)為空,直接添加
if(root.left == null){
root.left = new Node(value);
}
//左子樹(shù)不為空,遞歸往左子樹(shù)添加
else{
add(root.left, value);
}
}
}
//此方法在類內(nèi)部和類外部都可以調(diào)用
public void add(int value){
//當(dāng)前樹(shù)為空樹(shù)
if(root == null){
root = new Node(value);
return;
}
add(root, value);
}
中序遍歷
因?yàn)槎媾判驑?shù)中序遍歷的結(jié)果就是排序好的,所以這里只提供中序遍歷。
代碼如下:
//中序遍歷樹(shù)
private void inPrevOrder(Node root){
if(root == null) return;
inPrevOrder(root.left);
root.display();
inPrevOrder(root.right);
}
public void inPrevOrder(){
System.out.print("中序遍歷:");
inPrevOrder(root);
}
查找節(jié)點(diǎn)
該方法是查找value在二叉樹(shù)中對(duì)應(yīng)的位置,是為刪除節(jié)點(diǎn)提供的方法。
/**
* 通過(guò)value查找二叉樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)
* @param root 被查找樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)
* @param value 要查找的值
* @return 返回查找到的節(jié)點(diǎn)
*/
private Node searchNode(Node root, int value){
//被查找樹(shù)為null,要查找節(jié)點(diǎn)不存在
if(root == null)
return null;
//找到了,返回節(jié)點(diǎn)
else if(root.value == value){
return root;
}
//該節(jié)點(diǎn)不是要查找節(jié)點(diǎn),繼續(xù)查找
else{
//該節(jié)點(diǎn)的值大于value,往該節(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)遞歸查找
if(root.value > value){
return searchNode(root.left, value);
}
//該節(jié)點(diǎn)的值小于value,往該節(jié)點(diǎn)的右子樹(shù)遞歸查找
else{
return searchNode(root.right, value);
}
}
}
查找某一節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)
該方法是查找二叉樹(shù)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn),也是為刪除節(jié)點(diǎn)提供的方法。
/**
* 查找某節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn),并返回
* @param root 被查找樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)
* @param node 要查找的節(jié)點(diǎn)
* @return 返回被查找節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)
*/
private Node searchParentNode(Node root, Node node){
//被查找樹(shù)為null或者根節(jié)點(diǎn)就是要查找的節(jié)點(diǎn),那么要查找節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)不存在
if(root == null || root == node){
return null;
}
else if(root.left != null && root.left == node || root.right != null && root.right == node){
return root;
}
else{
if(root.value > node.value){
return searchParentNode(root.left, node);
}
else{
return searchParentNode(root.right, node);
}
}
}
刪除節(jié)點(diǎn)
刪除節(jié)點(diǎn)是排序二叉樹(shù)中最麻煩的方法,因?yàn)樗泻芏喾N情況。
方法如下:
第一種情況:刪除的節(jié)點(diǎn)是葉子節(jié)點(diǎn)
(1)需求先去找到要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)targetNode(2)找到targetNode的父結(jié)點(diǎn)parent
(3)確定targetNode是parent的左子結(jié)點(diǎn)還是右子結(jié)點(diǎn)
3.1如果targetNode是parent的左子結(jié)點(diǎn):parent.left = null;
3.2如果targetNode是parent的右子結(jié)點(diǎn):parent.right = null;
第二種情況:刪除只有一顆子樹(shù)的節(jié)點(diǎn)
(1)需求先去找到要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)targetNode(2)找到targetNode的父結(jié)點(diǎn)parent
(3)確定targetNode的子結(jié)點(diǎn)是左子結(jié)點(diǎn)還是右子結(jié)點(diǎn)
(4)確定targetNode是parent的左子結(jié)點(diǎn)還是右子結(jié)點(diǎn)
(5)如果targetNode有左子結(jié)點(diǎn)
5.1如果targetNode是parent的左子結(jié)點(diǎn)parent.left = targetNode.left;
5.2如果targetNode是parent的右子結(jié)點(diǎn)parent.right = targetNode.left;
(6)如果targetNode有右子結(jié)點(diǎn)
6.1如果targetNode是 parent 的左子結(jié)點(diǎn)parent.left = targetNode.right;
6.2如果targetNode是parent 的右子結(jié)點(diǎn)parent.right = targetNode.right
第三種情況:刪除的節(jié)點(diǎn)有左右兩個(gè)子樹(shù)
(1)需求先去找到要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)targetNode(2)在右子樹(shù)找到最小的節(jié)點(diǎn),用一個(gè)temp保存這個(gè)節(jié)點(diǎn)的值,然后刪除這個(gè)最小節(jié)點(diǎn)(該最小節(jié)點(diǎn)一定是滿足第一種情況的)
(3)targetNode.value = temp
除了以上情況,還要考慮要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)就是根節(jié)點(diǎn)的情況(此時(shí)它的父節(jié)點(diǎn)為null),下面會(huì)在代碼中展示,代碼如下:
public void remove(int vlaue){
//找到要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)
Node targetNode = searchNode(root,vlaue);
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)不存在
if(targetNode == null) return;
//找到要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)
Node targetNodeParent = searchParentNode(root,targetNode);
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)為葉子節(jié)點(diǎn)
if(targetNode.left == null && targetNode.right == null){
//要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)就是根節(jié)點(diǎn)
if(targetNodeParent == null){
root = null;
}
else{
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)是其父節(jié)點(diǎn)的左節(jié)點(diǎn)
if(targetNodeParent.left == targetNode){
targetNodeParent.left = null;
}
else{
targetNodeParent.right = null;
}
}
}
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)左子樹(shù)
else if(targetNode.left != null && targetNode.right == null){
//要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)就是根節(jié)點(diǎn)
if(targetNodeParent == null) {
root = root.left;
}
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)是其父節(jié)點(diǎn)的左節(jié)點(diǎn)
else if(targetNodeParent.left != null && targetNodeParent.left.value == targetNode.value){
targetNodeParent.left = targetNode.left;
}
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)是其父節(jié)點(diǎn)的右節(jié)點(diǎn)
else{
targetNodeParent.right = targetNode.left;
}
}
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)右子樹(shù)
else if(targetNode.right != null && targetNode.left == null){
//要?jiǎng)h除的節(jié)點(diǎn)就是根節(jié)點(diǎn)
if(targetNodeParent == null) {
root = root.right;
return;
}
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)是其父節(jié)點(diǎn)的左節(jié)點(diǎn)
else if(targetNodeParent.left != null && targetNodeParent.left.value == targetNode.value){
targetNodeParent.left = targetNode.right;
}
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)是其父節(jié)點(diǎn)的右節(jié)點(diǎn)
else{
targetNodeParent.right = targetNode.right;
}
}
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)右左右都有節(jié)點(diǎn)
else{
//找到右子樹(shù)最小的節(jié)點(diǎn)
Node minNode = targetNode.right;
while(minNode.left != null){
minNode = minNode.left;
}
int temp = minNode.value;
//找到右子樹(shù)上最小節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)
Node minNodeParent = searchParentNode(targetNode.right,minNode);
//右子樹(shù)根節(jié)點(diǎn)就是最小節(jié)點(diǎn)
if(minNodeParent == null){
targetNode.right = minNode.right;
}
else{
//要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)是其父節(jié)點(diǎn)的左節(jié)點(diǎn)
minNodeParent.left = minNode.right;
}
targetNode.value = temp;
}
}
到此這篇關(guān)于Java超詳細(xì)講解排序二叉樹(shù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java排序二叉樹(shù)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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