Java二叉樹查詢?cè)砩钊敕治鲋v解
二叉查詢樹
概述
二叉樹(Binary tree)是樹形結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要類型。許多實(shí)際問題抽象出來(lái)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往是二叉樹形式,即使是一般的樹也能簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)換為二叉樹,而且二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其算法都較為簡(jiǎn)單,因此二叉樹顯得特別重要。二叉樹特點(diǎn)是每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多只能有兩棵子樹,且有左右之分
特點(diǎn)
樹同時(shí)具有數(shù)組查詢的效率、鏈表增刪、改的性能
右子樹的結(jié)點(diǎn)比左子樹的節(jié)點(diǎn)大
查找法
搜索的數(shù)字如果比節(jié)點(diǎn)大則往右搜索,搜索的數(shù)字如果比節(jié)點(diǎn)小則往左搜索
結(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)原理
插入實(shí)現(xiàn)原理
int[] arrs = {5,2,1,4,3,9,7,6,8};
如果樹是空樹,插入節(jié)點(diǎn)就直接放入到根結(jié)點(diǎn)
如果樹不是空樹,則插入的數(shù)字于根結(jié)點(diǎn)的數(shù)字進(jìn)行比較
如果插入的值小于于結(jié)點(diǎn)的數(shù)字,則往左子樹插入
- 如果左子結(jié)點(diǎn)沒有元素就插入到左子結(jié)點(diǎn)中
- 如果左子結(jié)點(diǎn)有元素,就可以設(shè)計(jì)一個(gè)引用(游標(biāo))指向左子節(jié)點(diǎn),并且再次和待插入的執(zhí)行左子結(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較,直到找到插入的位置
如果插入的值大于結(jié)點(diǎn)的數(shù)字,則往右子樹插入
- 判斷右子結(jié)點(diǎn)是否存在值,如果不存在則直接插入
- 判斷右子結(jié)點(diǎn)是否存在值,如果存在則通過一個(gè)引用指向右子結(jié)點(diǎn)繼續(xù)和待插入的值進(jìn)行比較,直到找到插入的位置
總結(jié):
- 小往左,大往右
- 左子數(shù)永遠(yuǎn)小于右子樹
遍歷實(shí)現(xiàn)原理
中序遍歷:左—根—右
通過中序遍歷就可以將二叉樹查找樹的進(jìn)行順序輸出
總結(jié):
始終貫徹左—根—右的原則、由內(nèi)層向外層拆分
int[] arrs = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
刪除實(shí)現(xiàn)原理
提供一個(gè)待刪除的結(jié)點(diǎn)的值,根據(jù)值從二叉查找樹找到需要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)
找到待刪除結(jié)點(diǎn)的父類結(jié)點(diǎn),并且要根據(jù)待刪除結(jié)點(diǎn)在父類結(jié)點(diǎn)的左右子樹的位置,設(shè)置為null進(jìn)行刪除
需要考慮結(jié)點(diǎn)的三種情況
情況1:待刪除的結(jié)點(diǎn)沒有子結(jié)點(diǎn)
直接讓父類結(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)引用設(shè)置為null即可
情況2:待刪除的結(jié)點(diǎn)有一個(gè)子節(jié)點(diǎn)
將待刪除的父類結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)子節(jié)點(diǎn)的引用指向待刪除結(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)
情況3:待刪除的結(jié)點(diǎn)有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn) 從左子樹中找到最大的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行刪除,并且將最大的結(jié)點(diǎn)的值放入到待刪除結(jié)點(diǎn)從右子樹中找到最小的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行刪除,并且將最小的結(jié)點(diǎn)的值放入(替換)到待刪除結(jié)點(diǎn)
(上述兩種刪除方法:需要將待刪除結(jié)點(diǎn)指向新創(chuàng)建(替換后的)的結(jié)點(diǎn),并且將新的結(jié)點(diǎn)(替換后的)的左右結(jié)點(diǎn)指向待刪除的左右子樹的結(jié)點(diǎn))
刪除的結(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn)的情況
情況1:根節(jié)點(diǎn)沒有子節(jié)點(diǎn),直接將根結(jié)點(diǎn)指向null
情況2:根結(jié)點(diǎn)有一個(gè)子節(jié)點(diǎn),則根結(jié)點(diǎn)直接指向子節(jié)點(diǎn)
情況3:根結(jié)點(diǎn)有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)
可以從左子樹中找到最大值刪除結(jié)點(diǎn),然后將最大值覆蓋(替換)根節(jié)點(diǎn)
可以從右子樹中找到最小值刪除結(jié)點(diǎn),然后將最小值覆蓋(替換)根節(jié)點(diǎn)
結(jié)點(diǎn)插入與遍歷案例
BinarySearchTree類
package Algorithm; public class BinarySearchTree { Node root; //定義根節(jié)點(diǎn) //結(jié)點(diǎn)插入方法 public void insert(int value) { if (root == null) { //1.如果樹是空樹,插入節(jié)點(diǎn)就直接放入到根結(jié)點(diǎn) root = new Node(value); } else { //如果樹不是空樹,則插入的數(shù)字于根結(jié)點(diǎn)的數(shù)字進(jìn)行比較 //2.如果插入的值小于于結(jié)點(diǎn)的數(shù)字,則往左子樹插入 Node node = root; //聲明一個(gè)游標(biāo)結(jié)點(diǎn),開始指向根節(jié)點(diǎn) while (true) { //并且再次和待插入的執(zhí)行左子結(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較,直到找到插入的位置 if (value < node.value) { //如果插入的值小于于結(jié)點(diǎn)的數(shù)字,則往左子樹插入 //2.1如果左子結(jié)點(diǎn)沒有元素就插入到左子結(jié)點(diǎn)中 if (node.left == null) { node.left = new Node(value); break; //如果找到插入的位置,則跳出while循環(huán) } else { //如果左子結(jié)點(diǎn)有元素,就可以設(shè)計(jì)一個(gè)引用(游標(biāo))指向左子節(jié)點(diǎn),并且再次和待插入的執(zhí)行左子結(jié)點(diǎn)進(jìn)行比較,直到找到插入的位置 //游標(biāo)指向左子節(jié)點(diǎn) node = node.left; } } else { //如果插入的值大于結(jié)點(diǎn)的數(shù)字,則往右子樹插入 //判斷右子結(jié)點(diǎn)是否存在值,如果不存在則直接插入 if (node.right == null) { node.right = new Node(value); break; } else { //判斷右子結(jié)點(diǎn)是否存在值,如果存在則通過一個(gè)引用指向右子結(jié)點(diǎn)繼續(xù)和待插入的值進(jìn)行比較,直到找到插入的位置 //游標(biāo)指向右子節(jié)點(diǎn) node = node.right; } } } } } //定義左右結(jié)點(diǎn)常量 public static final int LEFT = 0; //左子節(jié)點(diǎn) public static final int RIGHT = 1; //右子節(jié)點(diǎn) //結(jié)點(diǎn)查找方法 public void deleteNode(int value) { //定義游標(biāo)從根節(jié)點(diǎn)開始查詢 Node node = root; //定義目標(biāo)結(jié)點(diǎn) Node target = null; //定義目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的父類結(jié)點(diǎn) Node parent = null; //目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的類型為,左子節(jié)點(diǎn)或者右子節(jié)點(diǎn) int nodeType = 0; //0代表左子節(jié)點(diǎn) 1代表右子節(jié)點(diǎn) while (node != null) { //游標(biāo)不為空,如果為空則沒有子節(jié)點(diǎn),無(wú)法刪除 if (node.value == value) { //如果目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的值和需要?jiǎng)h除結(jié)點(diǎn)的值相同 //找到結(jié)點(diǎn) target = node; break; } else if (value < node.value) { //如果值不同,則判斷目標(biāo)結(jié)點(diǎn)值是否小于node結(jié)點(diǎn) //保存父類結(jié)點(diǎn) parent = node; //游標(biāo)指向左子節(jié)點(diǎn) node = node.left; nodeType = LEFT; } else { //如果值不同,且目標(biāo)結(jié)點(diǎn)值大于node結(jié)點(diǎn) //保存父類結(jié)點(diǎn) parent = node; //游標(biāo)指向右子節(jié)點(diǎn) node = node.right; nodeType = RIGHT; } } //如果沒找到需要?jiǎng)h除的目標(biāo)結(jié)點(diǎn) if (target==null){ System.out.println("沒有找到要?jiǎng)h除的結(jié)點(diǎn)"); return; } //刪除結(jié)點(diǎn)的三種情況 if (target.left == null && target.right == null) { //情況1:待刪除的結(jié)點(diǎn)沒有子結(jié)點(diǎn) if (parent==null){ //刪除的結(jié)點(diǎn)沒有子結(jié)點(diǎn) //將root設(shè)置為null即可 root=null; return; } //判斷目標(biāo)的結(jié)點(diǎn)是左子節(jié)點(diǎn)還是右子節(jié)點(diǎn) if (nodeType == LEFT) { //將父類的左子節(jié)點(diǎn)設(shè)置為null parent.left = null; } else { //將父類的右子節(jié)點(diǎn)設(shè)置為null parent.right = null; } } else if (target.left != null && target.right != null) { //情況2:待刪除的結(jié)點(diǎn)有2個(gè)子節(jié)點(diǎn) //兩個(gè)子節(jié)點(diǎn),從target右子樹查找最小的值 Node min=target.right; //遍歷左子樹 while (min.left!=null){ min = min.left; } //將最小的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行刪除 deleteNode(min.value); //將待刪除的結(jié)點(diǎn)替換成最小的結(jié)點(diǎn)的值 target.value= min.value; }else { //情況3:待刪除的結(jié)點(diǎn)有1個(gè)子節(jié)點(diǎn) //刪除結(jié)點(diǎn)是根節(jié)點(diǎn) if (parent==null){ if (target.left!=null){ //判斷是左子節(jié)點(diǎn)還是右子節(jié)點(diǎn)有值 root=target.left; //根節(jié)點(diǎn)=目標(biāo)左子結(jié)點(diǎn) }else { root=target.right; //根節(jié)點(diǎn)=目標(biāo)右子結(jié)點(diǎn) } } //只有一個(gè)子節(jié)點(diǎn) if (nodeType==LEFT){ //如果是左子節(jié)點(diǎn) if (target.left!=null){ //將父類的左子節(jié)點(diǎn),指向待刪除結(jié)點(diǎn)的左子節(jié)點(diǎn) parent.left=target.left; }else { //如果是右子節(jié)點(diǎn) //將父類的左子節(jié)點(diǎn),指向待刪除結(jié)點(diǎn)的右子節(jié)點(diǎn) parent.left=target.right; } }else { if (target.right!=null){ //將父類的右子節(jié)點(diǎn),指向待刪除結(jié)點(diǎn)的左子節(jié)點(diǎn) parent.right=target.left; }else { //如果是右子節(jié)點(diǎn) //將父類的右子節(jié)點(diǎn),指向待刪除結(jié)點(diǎn)的右子節(jié)點(diǎn) parent.right=target.right; } } } } //實(shí)現(xiàn)中序遍歷 public void midTraversal(Node node) { if (node == null) { //進(jìn)行判斷結(jié)點(diǎn)不能為空,如果為空則退出 return; } else { //如果結(jié)點(diǎn)不為null,則執(zhí)行下列遍歷語(yǔ)句 //首先,遍歷左節(jié)點(diǎn) midTraversal(node.left); //打印根節(jié)點(diǎn) System.out.print(node.value + ","); //最后遍歷右子結(jié)點(diǎn) midTraversal(node.right); } } //創(chuàng)建一個(gè)結(jié)點(diǎn)類 public static class Node { int value; //存儲(chǔ)值 Node left; //左子樹 Node right; //右子樹 // 帶參構(gòu)造方法,傳入value賦值 public Node(int value) { this.value = value; } } }
TestBST測(cè)試類
package Algorithm; public class TestBST { public static void main(String[] args) { int[] arrs = {5, 2, 1, 4, 3, 9, 7, 6, 8}; //創(chuàng)建二叉查詢樹 BinarySearchTree tree = new BinarySearchTree(); //將數(shù)組中的元素構(gòu)造成二叉查詢樹 for (int i = 0; i < arrs.length; i++) { tree.insert(arrs[i]); } //刪除結(jié)點(diǎn) tree.deleteNode(20); //中序遍歷根結(jié)點(diǎn) tree.midTraversal(tree.root); } }
到此這篇關(guān)于Java二叉樹查詢?cè)砩钊敕治鲋v解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java二叉樹查詢內(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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