C#使用集合實現(xiàn)二叉查找樹
更新時間：2022年08月22日 08:34:42 作者：Darren?Ji
這篇文章介紹了C#使用集合實現(xiàn)二叉查找樹的方法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細。對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下
與鏈表、堆棧和隊列不一樣，二叉查找樹不是線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是二維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。每個節(jié)點都包含一個LeftNode和RightNode，二叉查找樹把比節(jié)點數(shù)據(jù)項小的數(shù)據(jù)放在LeftNode,把比節(jié)點數(shù)據(jù)項大的數(shù)據(jù)放在RightNode。
關(guān)于節(jié)點的類。
public class TreeNode<T>
{
public T Element { get; set; }
public TreeNode<T> LeftNode { get; set; }
public TreeNode<T> RightNode { get; set; }
public TreeNode(T element)
{
this.Element = element;
LeftNode = RightNode = null;
}
public override string ToString()
{
string nodeString = "[" + this.Element + " ";
if (this.LeftNode == null && this.RightNode == null)
{
nodeString += " (葉節(jié)點) ";
}
if (this.LeftNode != null)
{
nodeString += "左節(jié)點：" + this.LeftNode.ToString();
}
if (this.RightNode != null)
{
nodeString += "右節(jié)點：" + this.RightNode.ToString();
}
nodeString += "]";
return nodeString;
}
}
以上，把比節(jié)點數(shù)據(jù)項Element小的數(shù)據(jù)所在節(jié)點賦值給LeftNode，把比節(jié)點數(shù)據(jù)項Element大的數(shù)據(jù)所在節(jié)點賦值給RightNode。
創(chuàng)建一個泛型二叉樹查找類，維護著一個根節(jié)點，并提供各種對節(jié)點的操作方法。
public class BinarySearchTree<T>
{
public TreeNode<T> Root { get; set; }
public BinarySearchTree()
{
this.Root = null;
}
//把某個數(shù)據(jù)項插入到二叉樹
public void Insert(T x)
{
this.Root = Insert(x, this.Root);
}
//把某個數(shù)據(jù)項從二叉樹中刪除
public void Remove(T x)
{
this.Root = Remove(x, this.Root);
}
//刪除二叉樹中的最小數(shù)據(jù)項
public void RemoveMin()
{
this.Root = RemoveMin(this.Root);
}
//獲取二叉樹中的最小數(shù)據(jù)項
public T FindMin()
{
return ElemntAt(FindMin(this.Root));
}
//獲取二叉樹中的最大數(shù)據(jù)項
public T FindMax()
{
return ElemntAt(FindMax(this.Root));
}
//獲取二叉樹中的某個數(shù)據(jù)項
public T Find(T x)
{
return ElemntAt(Find(x, this.Root));
}
//清空
public void MakeEmpty()
{
this.Root = null;
}
//判斷二叉樹是否為空，是否存在
public bool IsEmpty()
{
return this.Root == null;
}
//獲取某個節(jié)點的數(shù)據(jù)項
private T ElemntAt(TreeNode<T> t)
{
return t == null ? default(T) : t.Element;
}
/// <summary>
/// 查找節(jié)點
/// </summary>
/// <param name="x">要查找數(shù)據(jù)項</param>
/// <param name="t">已存在的節(jié)點</param>
/// <returns>返回節(jié)點</returns>
private TreeNode<T> Find(T x, TreeNode<T> t)
{
while (t != null)//當沒有找到匹配數(shù)據(jù)項，不斷調(diào)整查找范圍，即t的值
{
if ((x as IComparable).CompareTo(t.Element) < 0)
{
t = t.LeftNode;
}
else if ((x as IComparable).CompareTo(t.Element) > 0)
{
t = t.RightNode;
}
else //如果找到數(shù)據(jù)項，就返回當前t的值
{
return t;
}
}
return null;
}
//獲取最小的節(jié)點，
private TreeNode<T> FindMin(TreeNode<T> t)
{
if (t != null)
{
while (t.LeftNode != null)//不斷循環(huán)二叉樹的左半邊樹
{
t = t.LeftNode; //不斷設(shè)置t的值
}
}
return t;
}
//獲取最大的節(jié)點
private TreeNode<T> FindMax(TreeNode<T> t)
{
if (t != null)
{
while (t.RightNode != null)
{
t = t.RightNode;
}
}
return t;
}
/// <summary>
/// 插入節(jié)點
/// </summary>
/// <param name="x">要插入的數(shù)據(jù)項</param>
/// <param name="t">已經(jīng)存在的節(jié)點</param>
/// <returns>返回已存在的節(jié)點</returns>
protected TreeNode<T> Insert(T x, TreeNode<T> t)
{
if (t == null)
{
t = new TreeNode<T>(x);
}
else if ((x as IComparable).CompareTo(t.Element) < 0)
{
//等號右邊的t.LeftNode是null，因此會創(chuàng)建一個TreeNode實例給t.LeftNode
t.LeftNode = Insert(x, t.LeftNode);
}
else if ((x as IComparable).CompareTo(t.Element) > 0)
{
t.RightNode = Insert(x, t.RightNode);
}
else
{
throw new Exception("插入了相同元素~~");
}
return t;
}
//刪除最小的節(jié)點
//返回當前根節(jié)點
protected TreeNode<T> RemoveMin(TreeNode<T> t)
{
if (t == null)
{
throw new Exception("節(jié)點不存在~~");
}
else if (t.LeftNode != null)
{
//通過遞歸不斷設(shè)置t.LeftNode，直到t.LeftNode=null
t.LeftNode = RemoveMin(t.LeftNode);
return t;
}
else //當t.LeftNode=null的時候，就把t.RightNode當作最小節(jié)點返回
{
return t.RightNode;
}
}
//刪除某數(shù)據(jù)項，返回當前根節(jié)點
protected TreeNode<T> Remove(T x, TreeNode<T> t)
{
if (t == null)
{
throw new Exception("節(jié)點不存在~~");
}
else if((x as IComparable).CompareTo(t.Element) < 0)
{
t.LeftNode = Remove(x, t.LeftNode);
}
else if ((x as IComparable).CompareTo(t.Element) > 0)
{
t.RightNode = Remove(x, t.RightNode);
}
else if (t.LeftNode != null && t.RightNode != null)
{
t.Element = FindMin(t.RightNode).Element;
t.RightNode = RemoveMin(t.RightNode);
}
else
{
t = (t.LeftNode != null) ? t.LeftNode : t.RightNode;
}
return t;
}
public override string ToString()
{
return this.Root.ToString();
}
}客戶端創(chuàng)建二叉查找樹的實例，并調(diào)用實例方法插入隨機數(shù)據(jù)。
BinarySearchTree<int> intTree = new BinarySearchTree<int>();
Random r = new Random(DateTime.Now.Millisecond);
string trace = "";
//插入5個隨機數(shù)
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
int randomInt = r.Next(1, 500);
intTree.Insert(randomInt);
trace += randomInt + " ";
}
Console.WriteLine("最大的節(jié)點：" + intTree.FindMax());
Console.WriteLine("最小的節(jié)點：" + intTree.FindMin());
Console.WriteLine("根節(jié)點：" + intTree.Root.Element);
Console.WriteLine("插入節(jié)點的依次順序是：" + trace);
Console.WriteLine("打印樹為：" + intTree);
Console.ReadKey();
以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對腳本之家的支持。如果你想了解更多相關(guān)內(nèi)容請查看下面相關(guān)鏈接
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