标签:generate com node节点 afn lang class 结构 交换 dep
树是数据结构中最基本的结构,今天的博客更新一下树的基本操作:
树的节点结构:
package tree; /** * TreeNode: 普通的树节点 * @author xuejupo jpxue@travelsky.com * create in 2015-11-19 下午5:30:31 * */ public class TreeNode<T> { T value; TreeNode<T> leftChild; TreeNode<T> rightChild; TreeNode(T value) { this.value = value; } TreeNode() { } /** 增加左子节点 * addLeft: * @param value * void 返回类型 */ public void addLeft(T value){ TreeNode<T> leftChild = new TreeNode<T>(value); this.leftChild = leftChild; } /** * addRight: 增加右子节点 * @param value * void 返回类型 */ public void addRight(T value){ TreeNode<T> rightChild = new TreeNode<T>(value); this.rightChild = rightChild; } /* (non-Javadoc) * @see java.lang.Object#equals(java.lang.Object) * 重载equal方法 */ @Override public boolean equals(Object obj) { // TODO Auto-generated method stub if(!(obj instanceof TreeNode)){ return false; } return this.value.equals(((TreeNode<?>)obj).value); } /* (non-Javadoc) * @see java.lang.Object#hashCode() * 重载hashCode方法 */ @Override public int hashCode() { // TODO Auto-generated method stub return this.value.hashCode(); } @Override public String toString(){ return this.value==null?"":this.value.toString(); } }
树的基本操作类:
package tree; import java.util.ArrayList; import java.util.LinkedList; import java.util.List; import java.util.Queue; /** * TreeTools:树的操作类 * * @author xuejupo jpxue@travelsky.com * * create in 2015-11-19 下午5:31:05 * */ public class TreeTools { /** * getTreeNum: 判断树中节点个数 * * @param root * 根节点 * @return int 返回类型 */ public static <T> int getTreeNum(TreeNode<T> root) { if (root == null) { return 0; } return getTreeNum(root.leftChild) + getTreeNum(root.rightChild) + 1; } /** * getTreeDepth: 判断树的深度 * * @param root * 根节点 * @return int 返回类型 */ public static <T> int getTreeDepth(TreeNode<T> root) { if (root == null) { return 0; } int leftDepth = getTreeDepth(root.leftChild) + 1; int rightDepth = getTreeDepth(root.rightChild) + 1; return Math.max(leftDepth, rightDepth); } /** * preOrderTravel: 前序遍历 * * @param root * void 返回类型 */ public static <T> void preOrderTravel(TreeNode<T> root) { if (root == null) { return; } visitNode(root); preOrderTravel(root.leftChild); preOrderTravel(root.rightChild); } /** * midOrderTravel: 中序遍历 * * @param root * void 返回类型 */ public static <T> void midOrderTravel(TreeNode<T> root) { if (root == null) { return; } midOrderTravel(root.leftChild); visitNode(root); midOrderTravel(root.rightChild); } /** * backOrderTravel: 后序遍历 * * @param root * void 返回类型 */ public static <T> void backOrderTravel(TreeNode<T> root) { if (root == null) { return; } backOrderTravel(root.leftChild); backOrderTravel(root.rightChild); visitNode(root); } /** * visitNode: 访问node节点 * * @param node * void 返回类型 */ private static <T> void visitNode(TreeNode<T> node) { System.out.print(node.value + "\t"); } /** * levelTravel: 分层遍历 * * @param root * void 返回类型 */ public static <T> void levelTravel(TreeNode<T> root) { Queue<TreeNode<T>> q = new LinkedList<TreeNode<T>>(); q.offer(root); while (!q.isEmpty()) { TreeNode<T> temp = q.poll(); visitNode(temp); if (temp.leftChild != null) { q.offer(temp.leftChild); } if (temp.rightChild != null) { q.offer(temp.rightChild); } } } /** * getNumForKlevel: 求第K层节点个数 * * @param root * @param k * @return int 返回类型 */ public static <T> int getNumForKlevel(TreeNode<T> root, int k) { if (root == null || k < 1) { return 0; } if (k == 1) { return 1; } int leftNum = getNumForKlevel(root.leftChild, k - 1); int rightNum = getNumForKlevel(root.rightChild, k - 1); return leftNum + rightNum; } /** * getLeafNum: 求二叉树中叶子节点的个数 * * @param root * @return int 返回类型 */ public static <T> int getLeafNum(TreeNode<T> root) { if (root == null) { return 0; } if (root.leftChild == null && root.rightChild == null) { return 1; } int leftNum = getLeafNum(root.leftChild); int rightNum = getLeafNum(root.rightChild); return leftNum + rightNum; } /** * exchange: 交换根节点的左右子树 * * @param root * @return TreeNode 返回类型 */ public static <T> TreeNode<T> exchange(TreeNode<T> root) { if (root == null) { return null; } TreeNode<T> left = exchange(root.leftChild); TreeNode<T> right = exchange(root.rightChild); root.leftChild = right; root.rightChild = left; return root; } /** * nodeIsChild: 查看node是否是root的子节点 * * @param root * @param node * @return boolean 返回类型 */ public static <T> boolean nodeIsChild(TreeNode<T> root, TreeNode<T> node) { if (root == null || node == null) { return false; } if (root == node) { return true; } boolean isFind = nodeIsChild(root.leftChild, node); if (!isFind) { isFind = nodeIsChild(root.rightChild, node); } return isFind; } /** * findAllFatherNode: 返回两个节点lnode和rnode的以root为根节点的公共父节点 * * @param root * 根节点 * @param lNode * @param rNode * @return TreeNode 返回类型 */ public static <T> TreeNode<T> findAllFatherNode(TreeNode<T> root, TreeNode<T> lNode, TreeNode<T> rNode) { if (lNode == root || rNode == root) { return root; } if (root == null || lNode == null || rNode == null) { return null; } // 如果lNode是左子树的节点 if (nodeIsChild(root.leftChild, lNode)) { if (nodeIsChild(root.rightChild, rNode)) { return root; } else { return findAllFatherNode(root.leftChild, lNode, rNode); } } else { if (nodeIsChild(root.leftChild, rNode)) { return root; } else { return findAllFatherNode(root.rightChild, lNode, rNode); } } } /** * getTreeFromPreAndMid: 根据前序和中序构建二叉树 * * @param pre * 前序序列 * @param mid * 中序序列 * @return TreeNode 返回类型 */ public static <T> TreeNode<T> getTreeFromPreAndMid(List<T> pre, List<T> mid) { if (pre == null || mid == null || pre.size() == 0 || mid.size() == 0) { return null; } if (pre.size() == 1) { return new TreeNode<T>(pre.get(0)); } TreeNode<T> root = new TreeNode<T>(pre.get(0)); // 找出根节点在中序中的位置 int index = 0; while (!mid.get(index++).equals(pre.get(0))) { } // 构建左子树的前序 List<T> preLeft = new ArrayList<T>(index); // 左子树的中序 List<T> midLeft = new ArrayList<T>(index); for (int i = 1; i < index; i++) { preLeft.add(pre.get(i)); } for (int i = 0; i < index - 1; i++) { midLeft.add(mid.get(i)); } // 重建左子树 root.leftChild = getTreeFromPreAndMid(preLeft, midLeft); // 右子树的前序 List<T> preRight = new ArrayList<T>(pre.size() - index - 1); // 右子树的中序 List<T> midRight = new ArrayList<T>(pre.size() - index - 1); for (int i = 0; i <= pre.size() - index - 1; i++) { preRight.add(pre.get(index + i)); } for (int i = 0; i <= pre.size() - index - 1; i++) { midRight.add(mid.get(index + i)); } // 重建→子树 root.rightChild = getTreeFromPreAndMid(preRight, midRight); return root; } /** * equals: 查看node1和node2两棵树是否相等(两棵树所有节点都相等) * * @param node1 * node2 两个节点 * @return boolean 返回类型 */ public static <T> boolean equals(TreeNode<T> node1, TreeNode<T> node2) { // TODO Auto-generated method stub if (node1 == null && node2 == null) { return true; } else if (node1 == null || node2 == null) { return false; } boolean isEqual = node1.value.equals(node2.value); boolean isLeftEqual = equals(node1.leftChild, node2.leftChild); boolean isRightEqual = equals(node1.rightChild, node2.rightChild); return isEqual && isLeftEqual && isRightEqual; } }
测试类:
测试类中,先利用节点中的基本操作构建一棵树:
public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub TreeNode<Integer> t = new TreeNode<Integer>(1); t.addLeft(2); t.addRight(3); t.leftChild.addLeft(4); t.leftChild.addRight(5); System.out.println("中序遍历测试:"); TreeTools.midOrderTravel(t); System.out.println("\n前序遍历测试:"); TreeTools.preOrderTravel(t); System.out.println("\n后序遍历测试:"); TreeTools.backOrderTravel(t); System.out.println("\n层次遍历测试:"); TreeTools.levelTravel(t); System.out.println("\n树的深度:"+TreeTools.getTreeDepth(t)); System.out.println("树的叶子个数:"+TreeTools.getLeafNum(t)); System.out.println("树的节点个数:"+TreeTools.getTreeNum(t)); System.out.println("第2层节点个数为:"+TreeTools.getNumForKlevel(t,2)); List<Integer> pre = new ArrayList<Integer>(); pre.add(1); pre.add(2); pre.add(4); pre.add(5); pre.add(3); List<Integer> mid = new ArrayList<Integer>(); mid.add(4); mid.add(2); mid.add(5); mid.add(1); mid.add(3); TreeNode<Integer> root = TreeTools.getTreeFromPreAndMid(pre, mid); System.out.println("\n通过前序和中序构建树测试:"); TreeTools.levelTravel(root); System.out.println("\n构建的树比较测试:"); System.out.println(TreeTools.equals(t,root)); }
结果为:
中序遍历测试: 4 2 5 1 3 前序遍历测试: 1 2 4 5 3 后序遍历测试: 4 5 2 3 1 层次遍历测试: 1 2 3 4 5 树的深度:3 树的叶子个数:3 树的节点个数:5 第2层节点个数为:2 通过前序和中序构建树测试: 1 2 3 4 5 构建的树比较测试: true
最后的话: 树的基本操作都很简单,树是我见过的最适合用递归来操作的数据结构了。因为子节点和父节点是一样的类型,而且基本具有同样的属性。
以上的方法里面,可能只有利用前序和中序构建一棵树不容易理解。 比如图1里面那棵树,前序是1 2 4 5 3 中序是4 2 5 1 3 前序的1表示根是1,然后在中序序列里,1左边的是根节点的左子树,1后边的是整棵树的右子树,中序1前边有3个数字,右边有1个数字,表示根节点的左子树有3个节点,右子树有1个节点,所以构建根节点左子树的前序和中序时,取根节点前序的2,4,5和根节点中序的425,构建根节点右子树的前序和中序时取根节点的3,然后递归构建即可。
标签:generate com node节点 afn lang class 结构 交换 dep
原文地址:https://www.cnblogs.com/dawnyxl/p/9047437.html