树相关内容2

Author: lovexiaoe

zhaoyu/DataStructures/Trees/AVLTree.java

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 package zhaoyu.DataStructures.Trees;
 
 /**
- * @Description: 平衡二叉树，也称为AVL
+ * @Description: AVL是一种平衡二叉搜索树。旋转（rotate）不会破会二叉搜索树的特性，AVL就是通过旋转保证AVL的平衡。
  * @Author: zhaoyu
  * @Date: 2021/1/26
  */
-public class AVLTree {
+public class AVLTree <E>{
 
- class Node{
- private int key;
- private Node left;
- private Node right;
- private Node parent;
 
- public Node(int key,Node p) {
- this.key=key;
- this.parent=p;
- }
- }
-
- private Node root;
-
- public void insert(int key){
-
- }
 }

zhaoyu/DataStructures/Trees/BinarySearchTree.java

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+package zhaoyu.DataStructures.Trees;
+
+/**
+ * 二叉搜索树
+ * 在一个有序队列中，二分法查找扩展到所有元素，就会形成一个二叉搜索树。参考binary-search-tree.png。
+ * @param <E>
+ */
+public class BinarySearchTree<E extends Comparable<E>> extends BinaryTree<E>{
+ protected Node<E> searchValue(E value,Node<E> root){
+ if (root == null) {
+ return null;
+ }
+ int comp = root.getValue().compareTo(value);
+ if (comp == 0) {
+ return root;
+ } else if (comp > 0) {
+ return searchValue(value, root.getLeft());
+ } else {
+ return searchValue(value, root.getRight());
+ }
+ }
+
+ /**
+ * 查找值，不存在，返回null。
+ * @param value
+ * @return zhaoyu.DataStructures.Trees.BinaryTree.Node<E>
+ */
+ public Node<E> searchValue(E value){
+ if (getRoot() == null) {
+ return null;
+ } else {
+ return searchValue(value, getRoot());
+ }
+ }
+
+ /**
+ * 插入一个元素，分为两步，首先找到插入的位置，插入的值大于当前节点，向右查找，插入的值小于当前节点，向左查找。直到找到空位置。
+ * 第二部简单地插入元素。
+ * 参考binary-search-tree-insert.png
+ * @param value
+ * @param node
+ * @return
+ */
+ protected Node<E> insertValue(E value,Node<E> node){
+ int comp = value.compareTo(node.getValue());
+ Node<E> child;
+ if (comp <= 0) {
+ child = node.getLeft();
+ if (null == child) {
+ return addChild(node, value, true);
+ } else {
+ return insertValue(value, child);
+ }
+ } else if (comp > 0) {
+ child = node.getRight();
+ if (null == child) {
+ return addChild(node, value, false);
+ } else {
+ return insertValue(value, child);
+ }
+ } else {
+ return null;
+ }
+ }
+
+ public Node<E> insertValue(E value){
+ if (getRoot() == null) {
+ addRoot(value);
+ return getRoot();
+ } else {
+ return insertValue(value, getRoot());
+ }
+ }
+
+ /**
+ * 删除没有子节点的节点。
+ * @param node
+ * @return void
+ */
+ public void deleteNodeWithSubtree(Node<E> node){
+ if (node == null) {
+ throw new NullPointerException("父节点为空，不能删除");
+ } else if (node.containerTree != this) {
+ throw new IllegalArgumentException("节点不属于当前树");
+ } else {
+ if (node == getRoot()) {
+ root = null;
+ return;
+ } else {
+ Node<E> parent=node.getParent();
+ if (parent.getLeft() == node) {
+ parent.left = null;
+ } else {
+ parent.right= null;
+ }
+ }
+ }
+
+ }
+
+ /**
+ * 从树种删除任意节点。
+ * @param delNode
+ * @return zhaoyu.DataStructures.Trees.BinaryTree.Node<E>
+ */
+ private Node<E> deleteNode(Node<E> delNode){
+ boolean left;
+ if (delNode.getParent() != null && delNode.getParent().getLeft() == delNode) {
+ left = true;
+ } else {
+ left=false;
+ }
+
+ //1，节点没有子节点，直接删除。
+ if (delNode.getLeft() == null && delNode.getRight() == null) {
+ deleteNodeWithSubtree(delNode);
+ return delNode;
+ }
+ //2,只有右子树
+ else if (delNode.getLeft()==null) {
+ //如果删除的是根节点
+ if (delNode.getParent() == null) {
+ root = delNode.getRight();
+ } else {
+ setChild(delNode.getParent(), delNode.getRight(), left);
+ }
+ return delNode;
+ }
+ //3,只有左子树
+ else if (delNode.getRight() == null) {
+ //如果删除的是根节点
+ if (delNode.getParent() == null) {
+ root = delNode.getLeft();
+ } else {
+ setChild(delNode.getParent(), delNode.getLeft(), left);
+ }
+ return delNode;
+ }
+ //4,同时有左右子树。使用右子树的最小值替换删除节点，并删除右子树最小值，右子树最小值是叶节点，所以可以直接删除。
+ else {
+ //找到右子树最小节点。
+ Node<E> nodeToBeReplaced = getLeftMost(delNode.getRight());
+ //替换删除节点
+ setValue(delNode, nodeToBeReplaced.getValue());
+ //直接删除右子树最小值。
+ deleteNode(nodeToBeReplaced);
+ return nodeToBeReplaced;
+ }
+ }
+
+ /**
+ * 查找一个子树的最小节点并返回。
+ * @param node
+ * @return zhaoyu.DataStructures.Trees.BinaryTree.Node<E>
+ */
+ protected Node<E> getLeftMost(Node<E> node){
+ if (node == null) {
+ return null;
+ } else if (node.getLeft() == null) {
+ return node;
+ } else {
+ return getLeftMost(node.getLeft());
+ }
+ }
+
+ /**
+ * 向树种插入20个随机数，并打印。打印后你会发现，中序遍历的二叉搜索树是按顺序排列好的
+ * @param
+ * @return void
+ */
+ public static void insert1to20() {
+ BinarySearchTree<Integer> tree = new BinarySearchTree<>();
+ for (int i = 0; i < 20; i++) {
+ int value= (int) (100*Math.random());
+ tree.insertValue(value);
+ }
+ tree.traverseDepthFirst(x-> System.out.print(x+","),tree.getRoot(),DepthFirstTraversalType.INORDER);
+ System.out.println();
+ }
+
+ public static void main(String[] args) {
+ insert1to20();
+ }
+}