java实现二叉排序树

最近终于静下心来，自己实现了个二叉排序树，还是很有成就感的。

 

package tree;
 
public class TreeNode<T> {
 
//结点存放的数据
public T data;
 
//当前结点的父结点
public TreeNode<T> parent;
 
//当前结点的左孩子
public TreeNode<T> leftChild;
 
//当前结点的右孩子
public TreeNode<T> rightChild;
 
public TreeNode(T data,TreeNode<T> parent)
{
this.data = data;
this.leftChild = null;
this.rightChild = null;
 
this.parent = parent;
}
 
}
 
package tree;
 
/**
 * 二叉排序树或者是一棵空树， 或者是一棵具有如下性质的二叉树
 * (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它的根结点的值;
 * (3)、左、右子树也分别为二叉排序树;
 */
//二叉排序树的结构通常不是一次生成的，而是在查找过程中动态构建的;
public class BinarySortTree<T extends Comparable<T>> 
{
//根结点指针
public TreeNode<T> rootNode = null;
 
//二叉树的结点个数
public int nodeCount = 0;
 
//获取targetData在二叉排序树中对应的结点指针
public TreeNode<T> find(T targetData)
{
TreeNode<T> curNode = this.rootNode;
 
while (curNode != null) 
{
T curNodeData = curNode.data;
 
if(curNodeData.compareTo(targetData) == 0)
{
return curNode;
}
else if(curNodeData.compareTo(targetData) > 0)
{
curNode = curNode.leftChild;
}
else
{
curNode = curNode.rightChild;
}
}
 
return null;
}
 
public TreeNode<T> add(T targetData)
{
TreeNode<T> targetNode= find(targetData);
//已经存在,不用再插入新结点
if(targetNode != null)
{
return targetNode;
}
 
//没有根结点,需要创建一个根结点,存放数据targetData
if(this.rootNode == null)
{
this.rootNode = new TreeNode<T>(targetData, null);
this.nodeCount = 1;
return this.rootNode;
}
 
//已经存在根节点的情况,但是没有对应targetData的结点
TreeNode<T> insertPos = findInsertPos(targetData);
TreeNode<T> tempNode = new TreeNode<T>(targetData, insertPos);
this.nodeCount++;
 
if(targetData.compareTo(insertPos.data) > 0 )
{
insertPos.rightChild = tempNode;
}
else
{
insertPos.leftChild = tempNode;
}
 
return tempNode;
}
 
public void delete(T targetData)
{
TreeNode<T> tagNode = find(targetData);
//不存在,直接返回
if( tagNode == null)
{
return;
}
 
//要删除的结点是叶子结点
if(tagNode.leftChild == null && tagNode.rightChild == null)
{
deleteWhenLeaf(tagNode);
}
//要删除的结点只有左子树,或只有右子树
else if(tagNode.leftChild == null || tagNode.rightChild == null)
{
deleteWhenSingleChild(tagNode);
}
else
{
deleteWhenTwoChild(tagNode);
}
}
 
//删去叶子结点不破坏整棵树的结构，只需修改其父结点的孩子指针
private void deleteWhenLeaf(TreeNode<T> tagNode)
{
this.nodeCount--;
 
TreeNode<T> parent = tagNode.parent;
 
//要删除的是根结点
if(parent == null)
{
this.rootNode = null;
}
else
{
if(parent.leftChild == tagNode)
{
parent.leftChild = null;
}
else
{
parent.rightChild = null;
}
}
}
 
 
//若p结点只有左子树PL或右子树PR，此时只要令PL或PR直接成为其双亲结点f的左子树（当*p是左子树）
//或右子树（当*p是右子树）即可
private void deleteWhenSingleChild(TreeNode<T> tagNode)
{
this.nodeCount--;
 
//当前结点的父亲
TreeNode<T> parent = tagNode.parent;
 
//当前结点的左孩子
TreeNode<T> left = tagNode.leftChild;
 
//当前结点的右孩子
TreeNode<T> right = tagNode.rightChild;
 
if(left != null)
{
left.parent = parent;
}
else
{
right.parent = parent;
}
 
 
//要删除的是根结点
if(parent == null)
{
if(left != null)
{
this.rootNode = left;
}
else
{
this.rootNode = right;
}
}
else//删除的结点不是根结点
{
if(left != null)
{
parent.leftChild = left;
}
else
{
parent.rightChild = right;
}
}
 
}
 
//tagNode结点的后继结点肯定无左子树;前驱结点肯定没有右子树;
//由于tagNode既有左孩子,又有右孩子,所以前驱和后继都不可能是null
//假如tagNode的前驱是before,则用before代替tagNode位置;
//before的左子树代替before的位置
private void deleteWhenTwoChild(TreeNode<T> tagetNode)
{
this.nodeCount--;
 
//tagetNode的前驱结点是before
TreeNode<T> before = searchPredecessor(tagetNode);
 
//1.before的左子树取代结点before的位置
if(before.parent.leftChild == before)
{
before.parent.leftChild = before.leftChild;
}
else
{
before.parent.rightChild = before.leftChild;
}
if(before.leftChild != null)
{
before.leftChild.parent = before.parent;
}
 
//2.before取代tagetNode的位置
before.parent = tagetNode.parent;
before.leftChild = tagetNode.leftChild;
before.rightChild = tagetNode.rightChild;
 
//3.改变tagetNode的父结点的孩子指针
if(tagetNode.parent == null)
{
this.rootNode = before;
}
else
{
if(tagetNode.parent.leftChild == tagetNode)
{
tagetNode.parent.leftChild = before;
}
else
{
tagetNode.parent.rightChild = before;
}
}
 
}
 
//获取targetData在二叉排序中插入位置
//如果targetData在二叉树中已经存在,则不需要再插入,返回null
public TreeNode<T> findInsertPos(T targetData)
{
//将要插入的位置
TreeNode<T> willInsert = null;
 
TreeNode<T> curNode = this.rootNode;
 
while (curNode != null) 
{
T curNodeData = curNode.data;
 
//结点已经存在,插入位置设为null
if(curNodeData.compareTo(targetData) == 0)
{
willInsert = null;
break;
}
else if(curNodeData.compareTo(targetData) >0)
{
willInsert = curNode;
curNode = curNode.leftChild;
}
else
{
willInsert = curNode;
curNode = curNode.rightChild;
}
}
 
return willInsert;
}
 
 
 
//二叉排序树的中序遍历,查找tagetNode结点的后继结点
//如果没有后继结点，则返回null;
public TreeNode<T> searchSuccessor(TreeNode<T> tagetNode)
{
if(tagetNode == null)
{
return null;
}
 
//从右子树中寻找后继结点
if(tagetNode.rightChild != null)
{
return searchMinValueNode(tagetNode.rightChild);
}
//从父节点向上寻找后继
else
{
//根结点没有右子树,就没有后继结点
if(tagetNode.parent == null)
{
return null;
}
else
{
TreeNode<T> temp = tagetNode;
while (temp.parent != null) 
{
if(temp.parent.leftChild == temp)
{
break;
}
temp = temp.parent;
}
 
return temp.parent;
}
}
}
 
//查找某个结点的前驱,如果没有前驱结点,则返回null
public TreeNode<T> searchPredecessor(TreeNode<T> tagetNode)
{
if(tagetNode == null)
{
return null;
}
 
if(tagetNode.leftChild != null)
{
return searchMaxValueNode(tagetNode.leftChild);
}
else
{
//根结点没有左子树,就没有前驱结点
if(tagetNode.parent == null)
{
return null;
}
else
{
TreeNode<T> temp = tagetNode;
while (temp.parent != null) 
{
if(temp.parent.rightChild == temp)
{
break;
}
temp = temp.parent;
}
 
return temp.parent;
}
}
}
//查找以root为根结点的二叉排序树中,最小的数据值对应的结点
public TreeNode<T> searchMinValueNode(TreeNode<T> root)  
{  
if(root == null)
{
return null;
}
 
TreeNode<T> resultNode = root;
 
while (resultNode.leftChild != null) 
{
resultNode = resultNode.leftChild;
}
 
return resultNode;
}  
 
//查找以root为根结点的二叉排序树中,最大的数据值对应的结点
public TreeNode<T> searchMaxValueNode(TreeNode<T> root)  
{  
if(root == null)
{
return null;
}
 
TreeNode<T> resultNode = root;
 
while (resultNode.rightChild != null) 
{
resultNode = resultNode.rightChild;
}
 
return resultNode;
}  
 
 
public void inorderTraversal(TreeNode<T> node)
{
if(node == null)
{
return;
}
inorderTraversal(node.leftChild);
System.out.println(node.data);
inorderTraversal(node.rightChild);
}
 
}

 

 

评论

3 楼 shenzhang722 2013-05-20  

关于二叉排序树你可以看下jdk里的PriorityQueue类实现，一般来说用数组作为内部数据结构更加方便

2 楼 aty 2013-05-20  

好的，谢谢，以后注意。第一次发博客，不熟悉呵呵

1 楼 bitray 2013-05-20  

代码要是放在code标签之中，我看这个文章的格式会更好一些