前言:
如今看官们对“java实现二叉排序树”可能比较重视,看官们都需要知道一些“java实现二叉排序树”的相关内容。那么小编在网上汇集了一些关于“java实现二叉排序树””的相关文章,希望我们能喜欢,咱们快快来学习一下吧!二叉排序树
1 先看一个需求
给你一个数列 (7, 3, 10, 12, 5, 1, 9),要求能够高效的完成对数据的查询和添加
2 解决方案分析
使用数组
数组未排序, 优点:直接在数组尾添加,速度快。 缺点:查找速度慢.
数组排序,优点:可以使用二分查找,查找速度快,缺点:为了保证数组有序,在添加新数据时,找到插入位
置后,后面的数据需整体移动,速度慢。
使用链式存储-链表
不管链表是否有序,查找速度都慢,添加数据速度比数组快,不需要数据整体移动。
使用二叉排序树
3 二叉排序树介绍
二叉排序树:BST: (Binary Sort(Search) Tree), 对于二叉排序树的任何一个非叶子节点,要求左子节点的值比当
前节点的值小,右子节点的值比当前节点的值大。
特别说明:如果有相同的值,可以将该节点放在左子节点或右子节点
比如针对前面的数据 (7, 3, 10, 12, 5, 1, 9) ,对应的二叉排序树为:
4 二叉排序树创建和遍历
一个数组创建成对应的二叉排序树,并使用中序遍历二叉排序树,比如: 数组为 Array(7, 3, 10, 12, 5, 1, 9) , 创
建成对应的二叉排序树为 :
5 二叉排序树的删除
二叉排序树的删除情况比较复杂,有下面三种情况需要考虑
1) 删除叶子节点 (比如:2, 5, 9, 12)
2) 删除只有一颗子树的节点 (比如:1)
3) 删除有两颗子树的节点. (比如:7, 3,10 )
4) 操作的思路分析
对删除结点的各种情况的思路分析:
第一种情况:
删除叶子节点 (比如:2, 5, 9, 12)
思路
(1) 需求先去找到要删除的结点 targetNode
(2) 找到 targetNode 的 父结点 parent
(3) 确定 targetNode 是 parent 的左子结点 还是右子结点
(4) 根据前面的情况来对应删除
左子结点 parent.left = null
右子结点 parent.right = null;
第二种情况: 删除只有一颗子树的节点 比如 1
思路
(1) 需求先去找到要删除的结点 targetNode
(2) 找到 targetNode 的 父结点 parent
(3) 确定 targetNode 的子结点是左子结点还是右子结点
(4) targetNode 是 parent 的左子结点还是右子结点
(5) 如果 targetNode 有左子结点
(5). 1 如果 targetNode 是 parent 的左子结点
parent.left = targetNode.left;
(5).2 如果 targetNode 是 parent 的右子结点
parent.right = targetNode.left;
(6) 如果 targetNode 有右子结点
(6).1 如果 targetNode 是 parent 的左子结点
parent.left = targetNode.right;
(6).2 如果 targetNode 是 parent 的右子结点
parent.right = targetNode.righ
情况三 : 删除有两颗子树的节点. (比如:7, 3,10 )
思路
(1) 需求先去找到要删除的结点 targetNode
(2) 找到 targetNode 的 父结点 parent
(3) 从 targetNode 的右子树找到最小的结点
(4) 用一个临时变量,将 最小结点的值保存 temp = 11
(5) 删除该最小结点
(6) targetNode.value = temp
6 二叉排序树删除结点的代码实现
package com.lin.binarysorttree_0314;public class BinarySortTreeTest { public static void main(String[] args) { int[] arr = {7, 3, 10, 12, 5, 1, 9}; BinarySortTree binarySortTree = new BinarySortTree(); for (int i = 0; i < arr.length; i++) { binarySortTree.add(new SNode(arr[i])); } binarySortTree.add(new SNode(2)); binarySortTree.infixOrder(); // 删除 System.out.println("***********"); binarySortTree.delNode(2); binarySortTree.delNode(3); binarySortTree.delNode(5); binarySortTree.delNode(7); binarySortTree.delNode(9); binarySortTree.delNode(12); System.out.println("root:" + binarySortTree.getRoot()); binarySortTree.infixOrder(); }}class BinarySortTree{ private SNode root; // 查找要删除的节点 public SNode getRoot() { return root; } public SNode searchDelNode(int value) { if(root == null) { return null; } else { return root.searchDelNode(value); } } // 查找要删除节点的父节点 public SNode searchParent(int value) { if(root == null) { return null; } else { return root.searchParent(value); } } /** * @param node 传入的节点(当作二叉排序树的根节点) * @return 返回的以node为根节点的二叉排序树的最小节点的值 */ public int delRightTreeMin(SNode node) { SNode target = node; // 循环地查找左节点,就会找到最小值 while(target.left != null) { target = target.left; } delNode(target.value);// !!!! return target.value;// !!!!! } // 删除节点 public void delNode(int value) { if(root == null) { return; } else { // 找删除节点 SNode targetNode = searchDelNode(value); // 没有找到 if(targetNode == null) { return; } // 如果发现当前这棵二叉树只有一个节点 if(root.left == null && root.right == null) { root = null; return; } // 去找到targetNode的父节点 SNode parent = searchParent(value); // 如果删除的节点是叶子节点 if(targetNode.left == null && targetNode.right == null) { // 判断targetNode是父节点的左子节点还是右子节点 if(parent.left != null && parent.left.value == value) { parent.left = null; } else if(parent.right != null && parent.right.value == value) { parent.right = null; } } else if(targetNode.left != null && targetNode.right != null) { // 有左右子节点 int delRightTreeMin = delRightTreeMin(targetNode.right); targetNode.value = delRightTreeMin; } else {// 只有一个子节点 // 要删除的节点只有左节点 if(targetNode.left != null) { if(parent != null) { // 如果targetNode是parent的左子节点 if(parent.left.value == value) { parent.left = targetNode.left; } else { parent.right = targetNode.left; } } else { root = targetNode.left; } } else {// 要删除的节点有右子节点 if(parent != null) { if(parent.left.value == value) { parent.left = targetNode.right; } else { parent.right = targetNode.right; } } else { root = targetNode.right; } } } } } // 中序遍历 public void infixOrder() { if(root == null) { System.out.println("空树!"); } else { root.infixOrder(); } } // 添加 public void add(SNode node) { if(root == null) { root = node; } else { root.add(node); } }}class SNode{ protected int value; protected SNode left; protected SNode right; public SNode(int value) { // TODO Auto-generated constructor stub this.value = value; } @Override public String toString() { // TODO Auto-generated method stub return "Node = [value = " + value + "]"; } // 添加节点 public void add(SNode node) { if(node == null) { return; } if(node.value < this.value) { if(this.left == null) { this.left = node; } else { this.left.add(node); } } else { if(this.right == null) { this.right = node; } else { this.right.add(node); } } } // 中序遍历 public void infixOrder() { if(this.left != null) { this.left.infixOrder(); } System.out.println(this); if(this.right != null) { this.right.infixOrder(); } } // 查找要删除的节点 public SNode searchDelNode(int value) { if(this.value == value) { return this; } else if(this.value > value) { // 如果左子节点为空 if(this.left == null) { return null; } return this.left.searchDelNode(value); } else { if(this.right == null) { return null; } return this.right.searchDelNode(value); } } // 查找要删除节点的父节点, 如果没有则返回null public SNode searchParent(int value) { if(( this.left != null && this.left.value == value) || ( this.right != null && this.right.value == value )) { return this; } else { // 如果查找的值小于当前节点的值,并且当前节点的左子节点不为空 if(value < this.value && this.left != null) { return this.left.searchParent(value); } else if(value >= this.value && this.right != null) { return this.right.searchParent(value); } else { return null; } } } }