Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之二叉查找樹(shù)的實(shí)現(xiàn)
定義
二叉查找樹(shù)(亦稱二叉搜索樹(shù)、二叉排序樹(shù))是一棵二叉樹(shù),且各結(jié)點(diǎn)關(guān)鍵詞互異,其中根序列按其關(guān)鍵詞遞增排列。
等價(jià)描述:二叉查找樹(shù)中任一結(jié)點(diǎn) P,其左子樹(shù)中結(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵詞都小于 P 的關(guān)鍵詞,右子樹(shù)中結(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵詞都大于 P 的關(guān)鍵詞,且結(jié)點(diǎn) P 的左右子樹(shù)也都是二叉查找樹(shù)

節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

:one: key:關(guān)鍵字的值
:two: value:關(guān)鍵字的存儲(chǔ)信息
:three: left:左節(jié)點(diǎn)的引用
:four: right:右節(jié)點(diǎn)的引用
class BSTNode<K extends Comparable<K>,V>{
public K key;
public V value;
public BSTNode<K,V> left;
public BSTNode<K,V> right;
}為了代碼簡(jiǎn)潔,本文不考慮屬性的封裝,一律設(shè)為 public
查找算法
思想:利用二叉查找樹(shù)的特性,左子樹(shù)值小于根節(jié)點(diǎn)值,右子樹(shù)值大于根節(jié)點(diǎn)值,從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始搜索
- 如果目標(biāo)值等于某節(jié)點(diǎn)值,返回該節(jié)點(diǎn)
- 如果目標(biāo)值小于某節(jié)點(diǎn)值,搜索該節(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)
- 如果目標(biāo)值大于某節(jié)點(diǎn)值,搜索該節(jié)點(diǎn)的右子樹(shù)
:one: 遞歸版本
public BSTNode<K, V> searchByRecursion(K key) {
return searchByRecursion(root, key);
}
private BSTNode<K, V> searchByRecursion(BSTNode<K, V> t, K key) {
if (t == null || t.key == key) return t;
else if (key.compareTo(t.key) < 0) return searchByRecursion(t.left, key);
else return searchByRecursion(t.right, key);
}:two: 迭代版本
public BSTNode<K,V> searchByIteration(K key) {
BSTNode<K,V> p = this.root;
while(p != null) {
if(key.compareTo(p.key) < 0) p = p.left;
else if(key.compareTo(p.key) > 0) p = p.right;
else return p;
}
return null;
}插入算法
- 在以
t為根的二叉查找樹(shù)中插入關(guān)鍵詞為key的結(jié)點(diǎn) - 在
t中查找key,在查找失敗處插入
:one: 遞歸版本
public void insertByRecursion(K key, V value) {
this.root = insertByRecursion(root, key, value);
}
private BSTNode<K, V> insertByRecursion(BSTNode<K, V> t, K key, V value) {
if (t == null) {
return new BSTNode<>(key, value);
}
else if (key.compareTo(t.key) < 0) t.left = insertByRecursion(t.left, key, value);
else if (key.compareTo(t.key) > 0) t.right = insertByRecursion(t.right, key, value);
else {
t.value = value; // 如果二叉查找樹(shù)中已經(jīng)存在關(guān)鍵字,則替換該結(jié)點(diǎn)的值
}
return t;
}:two: 迭代版本
public void insertByIteration(K key, V value) {
BSTNode<K, V> p = root;
if (p == null) {
root = new BSTNode<>(key, value);
return;
}
BSTNode<K, V> pre = null;
while (p != null) {
pre = p;
if (key.compareTo(p.key) < 0) p = p.left;
else if (key.compareTo(p.key) > 0) p = p.right;
else {
p.value = value; // 如果二叉查找樹(shù)中已經(jīng)存在關(guān)鍵字,則替換該結(jié)點(diǎn)的值
return;
}
}
if(key.compareTo(pre.key) < 0) {
pre.left = new BSTNode<>(key, value);
} else {
pre.right = new BSTNode<>(key, value);
}
}刪除算法
在以 t 為根的二叉查找樹(shù)中刪除關(guān)鍵詞值為 key 的結(jié)點(diǎn)
在 t 中找到關(guān)鍵詞為 key 的結(jié)點(diǎn),分三種情況刪除 key
1.若 key 是葉子節(jié)點(diǎn),則直接刪除

2.若 key 只有一棵子樹(shù),則子承父業(yè)

3.若 key 既有左子樹(shù)也有右子樹(shù),則找到 key 的后繼結(jié)點(diǎn),替換 key 和后繼節(jié)點(diǎn)的值,然后刪除后繼節(jié)點(diǎn)(后繼節(jié)點(diǎn)只有一棵子樹(shù),轉(zhuǎn)化為第二種情況)。
后繼結(jié)點(diǎn)是當(dāng)前結(jié)點(diǎn)的右子樹(shù)的最左結(jié)點(diǎn),如果右子樹(shù)沒(méi)有左子樹(shù),則后繼節(jié)點(diǎn)就是右子樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)。


public void removeByRecursion(K key) {
this.root = removeByRecursion(root, key);
}
private BSTNode<K, V> removeByRecursion(BSTNode<K, V> t, K key) {
if(t == null) return root;
else if(t.key.compareTo(key) < 0) t.right = removeByRecursion(t.right, key); // key大,遞歸處理右子樹(shù)
else if(t.key.compareTo(key) > 0) t.left = removeByRecursion(t.left, key); // key小,遞歸處理左子樹(shù)
else {
if(t.right == null) return t.left; // 情況一、二一起處理
if(t.left == null) return t.right; // 情況一、二一起處理
BSTNode<K, V> node = t.right; // 情況三:右子樹(shù)沒(méi)有左子樹(shù)
if (node.left == null) {
node.left = t.left;
} else { // 情況三:右子樹(shù)有左子樹(shù)
BSTNode<K, V> pre = null;
while (node.left != null) {
pre = node;
node = node.left;
}
t.key = node.key;
t.value = node.value;
pre.left = node.right;
}
}
return t;
}完整代碼
class BSTNode<K extends Comparable<K>, V> {
public K key;
public V value;
public BSTNode<K, V> left;
public BSTNode<K, V> right;
public BSTNode(K key, V value) {
this.key = key;
this.value = value;
}
}
class BSTree<K extends Comparable<K>, V> {
public BSTNode<K, V> root;
private void inorder(BSTNode<K, V> root) {
if (root != null) {
inorder(root.left);
System.out.print("(key: " + root.key + " , value: " + root.value + ") ");
inorder(root.right);
}
}
private void preorder(BSTNode<K, V> root) {
if (root != null) {
System.out.print("(key: " + root.key + " , value: " + root.value + ") ");
preorder(root.left);
preorder(root.right);
}
}
private void postorder(BSTNode<K, V> root) {
if (root != null) {
postorder(root.left);
postorder(root.right);
System.out.print("(key: " + root.key + " , value: " + root.value + ") ");
}
}
public void postorderTraverse() {
System.out.print("后序遍歷:");
postorder(root);
System.out.println();
}
public void preorderTraverse() {
System.out.print("先序遍歷:");
preorder(root);
System.out.println();
}
public void inorderTraverse() {
System.out.print("中序遍歷:");
inorder(root);
System.out.println();
}
public BSTNode<K, V> searchByRecursion(K key) {
return searchByRecursion(root, key);
}
private BSTNode<K, V> searchByRecursion(BSTNode<K, V> t, K key) {
if (t == null || t.key == key) return t;
else if (key.compareTo(t.key) < 0) return searchByRecursion(t.left, key);
else return searchByRecursion(t.right, key);
}
public BSTNode<K, V> searchByIteration(K key) {
BSTNode<K, V> p = this.root;
while (p != null) {
if (key.compareTo(p.key) < 0) p = p.left;
else if (key.compareTo(p.key) > 0) p = p.right;
else return p;
}
return null;
}
public void insertByRecursion(K key, V value) {
this.root = insertByRecursion(root, key, value);
}
private BSTNode<K, V> insertByRecursion(BSTNode<K, V> t, K key, V value) {
if (t == null) {
return new BSTNode<>(key, value);
} else if (key.compareTo(t.key) < 0) t.left = insertByRecursion(t.left, key, value);
else if (key.compareTo(t.key) > 0) t.right = insertByRecursion(t.right, key, value);
else {
t.value = value;
}
return t;
}
public void insertByIteration(K key, V value) {
BSTNode<K, V> p = root;
if (p == null) {
root = new BSTNode<>(key, value);
return;
}
BSTNode<K, V> pre = null;
while (p != null) {
pre = p;
if (key.compareTo(p.key) < 0) p = p.left;
else if (key.compareTo(p.key) > 0) p = p.right;
else {
p.value = value; // 如果二叉查找樹(shù)中已經(jīng)存在關(guān)鍵字,則替換該結(jié)點(diǎn)的值
return;
}
}
if (key.compareTo(pre.key) < 0) {
pre.left = new BSTNode<>(key, value);
} else {
pre.right = new BSTNode<>(key, value);
}
}
public void removeByRecursion(K key) {
this.root = removeByRecursion(root, key);
}
private BSTNode<K, V> removeByRecursion(BSTNode<K, V> t, K key) {
if(t == null) return root;
else if(t.key.compareTo(key) < 0) t.right = removeByRecursion(t.right, key); // key大,遞歸處理右子樹(shù)
else if(t.key.compareTo(key) > 0) t.left = removeByRecursion(t.left, key); // key小,遞歸處理左子樹(shù)
else {
if(t.right == null) return t.left; // 情況一、二一起處理
if(t.left == null) return t.right; // 情況一、二一起處理
BSTNode<K, V> node = t.right; // 情況三:右子樹(shù)沒(méi)有左子樹(shù)
if (node.left == null) {
node.left = t.left;
} else { // 情況三:右子樹(shù)有左子樹(shù)
BSTNode<K, V> pre = null;
while (node.left != null) {
pre = node;
node = node.left;
}
t.key = node.key;
t.value = node.value;
pre.left = node.right;
}
}
return t;
}
}:bug: 方法測(cè)試:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
BSTree<Integer, Integer> tree = new BSTree<>();
// tree.insertByRecursion(1, 1);
// tree.insertByRecursion(5, 1);
// tree.insertByRecursion(2, 1);
// tree.insertByRecursion(4, 1);
// tree.insertByRecursion(3, 1);
// tree.insertByRecursion(1, 2);
tree.insertByIteration(1, 1);
tree.insertByIteration(5, 1);
tree.insertByIteration(2, 1);
tree.insertByIteration(4, 1);
tree.insertByIteration(3, 1);
tree.insertByIteration(1, 5);
tree.removeByRecursion(4);
tree.inorderTraverse();
tree.postorderTraverse();
tree.preorderTraverse();
BSTNode<Integer, Integer> node = tree.searchByIteration(1);
System.out.println(node.key + " " + node.value);
}
}
中序遍歷:(key: 1 , value: 5) (key: 2 , value: 1) (key: 3 , value: 1) (key: 5 , value: 1)
后序遍歷:(key: 3 , value: 1) (key: 2 , value: 1) (key: 5 , value: 1) (key: 1 , value: 5)
先序遍歷:(key: 1 , value: 5) (key: 5 , value: 1) (key: 2 , value: 1) (key: 3 , value: 1)
1 5
以上就是Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之二叉查找樹(shù)的實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java二叉查找樹(shù)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
相關(guān)文章
dependencies導(dǎo)致的Maven依賴出錯(cuò)包紅問(wèn)題解決方法
多模塊和分布式開(kāi)發(fā)一般都是有專門的的dependencies來(lái)進(jìn)行jar包的版本依賴問(wèn)題,本文主要介紹了dependencies導(dǎo)致的Maven依賴出錯(cuò)包紅問(wèn)題解決方法,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下2022-05-05
spring項(xiàng)目如何配置多數(shù)據(jù)源(已上生產(chǎn),親測(cè)有效)
這篇文章主要介紹了spring項(xiàng)目如何配置多數(shù)據(jù)源(已上生產(chǎn),親測(cè)有效),具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助,如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教2023-12-12
Spring?Security自定義認(rèn)證邏輯實(shí)例詳解
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Spring?Security自定義認(rèn)證邏輯的相關(guān)資料,文中通過(guò)實(shí)例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下2022-01-01
Java詳細(xì)分析連接數(shù)據(jù)庫(kù)的流程
Java數(shù)據(jù)庫(kù)連接,JDBC是Java語(yǔ)言中用來(lái)規(guī)范客戶端程序如何來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用程序接口,提供了諸如查詢和更新數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的方法。JDBC也是Sun Microsystems的商標(biāo)。我們通常說(shuō)的JDBC是面向關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的2022-05-05
Java你不了解的大數(shù)型BigInteger與BigDecimal類
這篇文章主要介紹了Java 處理超大數(shù)類型之BigInteger與BigDecimal案例詳解,本篇文章通過(guò)簡(jiǎn)要的案例,講解了該項(xiàng)技術(shù)的了解與使用,以下就是詳細(xì)內(nèi)容,需要的朋友可以參考下2022-05-05
restTemplate實(shí)現(xiàn)跨服務(wù)API調(diào)用方式
這篇文章主要介紹了restTemplate實(shí)現(xiàn)跨服務(wù)API調(diào)用方式,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。2023-07-07
Spring Boot實(shí)現(xiàn)跨域訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)代碼
本文通過(guò)實(shí)例代碼給大家介紹了Spring Boot實(shí)現(xiàn)跨域訪問(wèn)的知識(shí),然后在文中給大家介紹了spring boot 服務(wù)器端設(shè)置允許跨域訪問(wèn) 的方法,感興趣的朋友一起看看吧2017-07-07

