码迷,mamicode.com
首页 > 编程语言 > 详细

数据结构(Java描述)之二叉树

时间:2017-02-12 23:44:44      阅读:419      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:created   排序   demo   str   return   tno   main   cep   while   

基础概念  

  二叉树(binary tree)是一棵树,其中每个结点都不能有多于两个儿子。

  二叉排序树或者是一棵空树,或者是具有下列性质的二叉树:

    (1)若左子树不空,则左子树上所有结点的值均小于或等于它的根结点的值;
    (2)若右子树不空,则右子树上所有结点的值均大于或等于它的根结点的值;
    (3)左、右子树也分别为二叉排序树;

技术分享

二叉树的遍历

  二叉树的遍历是指从根节点出发,按照某种次序依次访问二叉树中所有结点,使得每个结点被访问一次且仅被访问一次。二叉树的遍历方式有很多,主要有前序遍历,中序遍历,后序遍历。

前序遍历

  前序遍历的规则是:若二叉树为空,则空操作返回,否则先访问根节点,然后前序遍历左子树,再前序遍历右子树

技术分享

 

中序遍历

  中序遍历的规则是:若树为空,则空操作返回;否则从根节点开始(注意并不是先访问根节点),中序遍历根节点的左子树,然后是访问根节点,最后中序遍历右子树。可以看到,如果是二叉排序树,中序遍历的结果就是个有序序列。

技术分享

 

后序遍历

  后序遍历的规则是:若树为空,则空操作返回;然后先遍历左子树,再遍历右子树,最后访问根结点,在遍历左、右子树时,仍然先遍历左子树,然后遍历右子树,最后遍历根结点。

 技术分享

删除结点

  对于二叉排序树的其他操作,比如插入,遍历等,比较容易理解;而删除操作相对复杂。对于要删除的结点,有以下三种情况:

  1.叶子结点;

  2.仅有左子树或右子树的结点

  3.左右子树都有结点

  对于1(要删除结点为叶子结点)直接删除,即直接解除父节点的引用即可,对于第2种情况(要删除的结点仅有一个儿子),只需用子结点替换掉父节点即可;而对于要删除的结点有两个儿子的情况,比较常用处理逻辑为,在其子树中找寻一个结点来替换,而这个结点我们成为中序后继结点。

技术分享

 

  可以看到,我们找到的这个用来替换的结点,可以是删除结点的右子树的最小结点(6),也可以是其左子树的最大结点(4),这样可以保证替换后树的整体结构不用发生变化。为什么称为中序后继结点呢?我们来看下这棵树的中序遍历结果 1-2-3-4-5-6-7-8-9。可以很清晰的看到,其实要找的这个结点,可以是结点5的前驱或者后继。

代码实现

  1 package treeDemo;
  2 
  3 /**
  4  * Created by chengxiao on 2017/02/12.
  5  */
  6 public class BinaryTree {
  7     //根节点
  8     private Node root;
  9     /**
 10      * 树的结点
 11      */
 12     private static class Node{
 13         //数据域
 14         private long data;
 15         //左子结点
 16         private Node leftChild;
 17         //右子结点
 18         private Node rightChild;
 19         Node(long data){
 20             this.data = data;
 21         }
 22     }
 23 
 24     /**
 25      * 插入结点
 26      * @param data
 27      */
 28     public void insert(long data){
 29         Node newNode = new Node(data);
 30         Node currNode = root;
 31         Node parentNode;
 32         //如果是空树
 33         if(root == null){
 34             root = newNode;
 35             return;
 36         }
 37         while(true){
 38             parentNode = currNode;
 39             //向右搜寻
 40             if(data > currNode.data){
 41                 currNode = currNode.rightChild;
 42                 if(currNode == null){
 43                     parentNode.rightChild = newNode;
 44                     return;
 45                 }
 46             }else{
 47                 //向左搜寻
 48                 currNode = currNode.leftChild;
 49                 if(currNode == null){
 50                     parentNode.leftChild = newNode;
 51                     return;
 52                 }
 53             }
 54         }
 55 
 56     }
 57 
 58     /**
 59      * 前序遍历
 60      * @param currNode
 61      */
 62     public void preOrder(Node currNode){
 63         if(currNode == null){
 64             return;
 65         }
 66         System.out.print(currNode.data+" ");
 67         preOrder(currNode.leftChild);
 68         preOrder(currNode.rightChild);
 69     }
 70 
 71     /**
 72      * 中序遍历
 73      * @param currNode
 74      */
 75     public void inOrder(Node currNode){
 76         if(currNode == null){
 77             return;
 78         }
 79         inOrder(currNode.leftChild);
 80         System.out.print(currNode.data+" ");
 81         inOrder(currNode.rightChild);
 82 
 83     }
 84 
 85     /**
 86      * 查找结点
 87      * @param data
 88      * @return
 89      */
 90     public Node find(long data){
 91         Node currNode = root;
 92         while(currNode!=null){
 93             if(data>currNode.data){
 94                 currNode = currNode.rightChild;
 95             }else if(data<currNode.data){
 96                 currNode = currNode.leftChild;
 97             }else{
 98                 return currNode;
 99             }
100         }
101         return null;
102     }
103 
104     /**
105      * 后序遍历
106      * @param currNode
107      */
108     public void postOrder(Node currNode){
109         if(currNode == null){
110             return;
111         }
112         postOrder(currNode.leftChild);
113         postOrder(currNode.rightChild);
114         System.out.print(currNode.data+" ");
115     }
116 
117     /**
118      * 删除结点 分为3种情况
119      * 1.叶子结点
120      * 2.该节点有一个子节点
121      * 3.该节点有二个子节点
122      * @param data
123      */
124     public boolean delete(long data) throws Exception {
125         Node curr = root;
126         //保持一个父节点的引用
127         Node parent = curr;
128         //删除为左结点还是右界定啊
129         boolean isLeft = true;
130         while(curr != null && curr.data!=data){
131             parent = curr;
132             if(data > curr.data){
133                 curr = curr.rightChild;
134                 isLeft = false;
135             }else{
136                 curr = curr.leftChild;
137                 isLeft = true;
138             }
139         }
140         if(curr==null){
141             throw new Exception("要删除的结点不存在");
142         }
143         //第一种情况,要删除的结点为叶子结点
144         if(curr.leftChild == null && curr.rightChild == null){
145             if(curr == root){
146                 root = null;
147                 return true;
148             }
149             if(isLeft){
150                 parent.leftChild = null;
151             }else{
152                 parent.rightChild = null;
153             }
154         }else if(curr.leftChild == null){
155             //第二种情况,要删除的结点有一个子节点且是右子结点
156             if(curr == root){
157                 root = curr.rightChild;
158                 return true;
159             }
160             if(isLeft){
161                 parent.leftChild = curr.rightChild;
162             }else{
163                 parent.rightChild = curr.rightChild;
164             }
165         }else if(curr.rightChild == null){
166             //第二种情况,要删除的结点有一个子节点且是左子结点
167             if(curr == root){
168                 root = curr.leftChild;
169                 return true;
170             }
171             if(isLeft){
172                 parent.leftChild = curr.leftChild;
173             }else{
174                 parent.rightChild = curr.leftChild;
175             }
176         }else{
177             //第三种情况,也是最复杂的一种情况,要删除的结点有两个子节点,需要找寻中序后继结点
178             Node succeeder = getSucceeder(curr);
179             if(curr == root){
180                 root = succeeder;
181                 return  true;
182             }
183             if(isLeft){
184                 parent.leftChild = succeeder;
185             }else{
186                 parent.rightChild = succeeder;
187             }
188             //当后继结点为删除结点的右子结点
189             succeeder.leftChild = curr.leftChild;
190 
191         }
192         return true;
193     }
194     public Node getSucceeder(Node delNode){
195         Node succeeder = delNode;
196         Node parent = delNode;
197         Node currNode = delNode.rightChild;
198         //寻找后继结点
199         while(currNode != null){
200             parent = succeeder;
201             succeeder = currNode;
202             currNode = currNode.leftChild;
203         }
204         //如果后继结点不是要删除结点的右子结点
205         if(succeeder != delNode.rightChild){
206             parent.leftChild = succeeder.rightChild;
207             //将后继结点的左右子结点分别指向要删除结点的左右子节点
208             succeeder.leftChild = delNode.leftChild;
209             succeeder.rightChild = delNode.rightChild;
210         }
211         return succeeder;
212 
213     }
214     public static void main(String []args) throws Exception {
215         BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
216         //插入操作
217         binaryTree.insert(5);
218         binaryTree.insert(2);
219         binaryTree.insert(8);
220         binaryTree.insert(1);
221         binaryTree.insert(3);
222         binaryTree.insert(6);
223         binaryTree.insert(10);
224         //前序遍历
225         System.out.println("前序遍历:");
226         binaryTree.preOrder(binaryTree.root);
227         System.out.println();
228         //中序遍历
229         System.out.println("中序遍历:");
230         binaryTree.inOrder(binaryTree.root);
231         System.out.println();
232         //后序遍历
233         System.out.println("后序遍历:");
234         binaryTree.postOrder(binaryTree.root);
235         System.out.println();
236         //查找结点
237         Node node = binaryTree.find(10);
238         System.out.println("找到结点,其值为:"+node.data);
239         //删除结点
240         binaryTree.delete(8);
241         System.out.print("删除结点8,中序遍历:");
242         binaryTree.preOrder(binaryTree.root);
243     }
244 }

执行结果

前序遍历:
5 2 1 3 8 6 10 
中序遍历:
1 2 3 5 6 8 10 
后序遍历:
1 3 2 6 10 8 5 
找到结点,其值为:10
删除结点8,中序遍历:5 2 1 3 10 6 

数据结构(Java描述)之二叉树

标签:created   排序   demo   str   return   tno   main   cep   while   

原文地址:http://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6358375.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!