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