二叉树

    科技2024-12-23  11

    二叉树(一):树的基础知识以及相关的基础操作

    一.基础知识

    **1.引进树结构的原因:**结合了数组存储和链表存储的优点,能提高数据存储和读取的效率。 **2.满二叉树:**该二叉树的所有叶子节点都在最后一层,并且节点总数=2^n-1,n为层数。 **3.完全二叉树:**所有叶子节点都在最后一层或者倒数第二层,而且最后一层的叶子结点在左边连续,倒数第二层的叶子结点在右边连续。

    二,基本操作

    1.遍历: 前序遍历:根左右 中序遍历:左根右 后续遍历:左右根

    2.查找指定的结点: 前序遍历查找: (1)比较当前节点是不是 (2)判断当前节点的左子节点是否为空,如果不为空,则递归前序查找 如果左递归前序查找,找到节点,则返回 (3)右递归前序查找,找到节点则返回,否则继续判断 当前的节点的右子节点是否为空,如果不为空,则继续向右递归前序查找

    中序遍历查找(就是前序遍历查找的顺序变一下) 后续遍历查找(就是前序遍历查找的顺序变一下)

    3.删除指定的结点

    要求: 递归删除结点 (1)如果删除节点是叶子结点,则删除该节点 (2)如果删除节点是非叶子结点,则直接删除这个树

    思路: (1).因为我们的二叉树是单向的,所以我们是判断当前节点的子节点是否需要删除节点,而不能判断当前这个节点是不是需要删除的结点。 (2).如果当前节点的左子节点不为空,并且左子节点就是要删除的结点,就将 this.left = null, 并且就返回(结束递归删除)。 (3).如果当前节点的右子节点不为空,并且右子节点就是要删除的结点,就将 this.right = null, 并且就返回(结束递归删除)。 (4).如果第2步和第三步没有删除节点,那我们就需要向左子树进行递归删除。 (5).如果第4步也没有删除节点,则应当向右子树进行递归删除。

    三.相关代码

    package com.cs.tree; import com.sun.xml.internal.ws.addressing.WsaActionUtil; public class BinaryTreeDemo { public static void main(String[] args) { //先创建一颗二叉树 BinaryTree binaryTree = new BinaryTree(); //创建需要的节点 HeroNode root = new HeroNode(1,"jack"); HeroNode node2 = new HeroNode(2,"rose"); HeroNode node3 = new HeroNode(3,"daniel"); HeroNode node4 = new HeroNode(4,"james"); HeroNode node5 = new HeroNode(5,"kobe"); //手动创建二叉树 root.setLeft(node2); root.setRight(node3); node3.setRight(node4); node3.setLeft(node5); binaryTree.setRoot(root); //测试 System.out.println("前序遍历"); binaryTree.preOrder(); System.out.println("中序遍历"); binaryTree.infixOrder(); System.out.println("后序遍历"); binaryTree.postOrder(); //前序遍历 //前序遍历的次数:4 // System.out.println("前序遍历方式~~~"); // HeroNode resNode = binaryTree.preOrderSearch(5); // if (resNode != null){ // System.out.printf("找到了,信息为 no=%d name=%s", resNode.getNo(), resNode.getName()); // }else { // System.out.printf("没有找到编号为 no=%d 的对象",5); // } //中序遍历 //中序遍历的次数:3 // System.out.println("中序遍历方式~~~"); // HeroNode resNode = binaryTree.infixOrderSearch(5); // if (resNode != null){ // System.out.printf("找到了,信息为 no=%d name=%s", resNode.getNo(), resNode.getName()); // }else { // System.out.printf("没有找到编号为 no=%d 的对象",5); // } //后序遍历 //后序遍历的次数:2 System.out.println("后序遍历方式~~~"); HeroNode resNode = binaryTree.postOrderSearch(5); if (resNode != null){ System.out.printf("找到了,信息为 no=%d name=%s", resNode.getNo(), resNode.getName()); }else { System.out.printf("没有找到编号为 no=%d 的对象",5); } //测试删除结点 System.out.println("删除前,前序遍历"); binaryTree.preOrder(); //12345 binaryTree.delNode(5); System.out.println("删除后,前序遍历"); binaryTree.preOrder(); //12345 } } //定义BinaryTree二叉树 class BinaryTree{ private HeroNode root; public void setRoot(HeroNode root) { this.root = root; } //前序遍历 public void preOrder(){ if (this.root != null){ this.root.preOrder(); }else { System.out.println("二叉树为空,无法遍历"); } } //中序遍历 public void infixOrder(){ if (this.root != null){ this.root.infixOrder(); }else { System.out.println("二叉树为空,无法遍历"); } } //后续遍历 public void postOrder(){ if (this.root != null){ this.root.infixOrder(); }else { System.out.println("二叉树为空,无法遍历"); } } //前序遍历查找 public HeroNode preOrderSearch(int no){ if (root != null){ return root.preOrderSearch(no); }else { return null; } } //中序遍历查找 public HeroNode infixOrderSearch(int no){ if (root != null){ return root.infixOrderSearch(no); }else { return null; } } //后序遍历查找 public HeroNode postOrderSearch(int no){ if (root != null){ return root.postOrderSearch(no); }else { return null; } } //删除节点 public void delNode(int no){ if (root != null){ //如果只有一个root节点,这里立即判断root是不是就是要删除的节点 if (root.getNo() == no){ root = null; }else { //递归删除 root.delNode(no); } }else { System.out.println("空树,不能删除~~~~~"); } } } //先创建HeroNode结点 class HeroNode{ private int no; private String name; private HeroNode left;//默认为空 private HeroNode right;//默认为空 public HeroNode(int no, String name) { this.no = no; this.name = name; } public int getNo() { return no; } public void setNo(int no) { this.no = no; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public HeroNode getLeft() { return left; } public void setLeft(HeroNode left) { this.left = left; } public HeroNode getRight() { return right; } public void setRight(HeroNode right) { this.right = right; } @Override public String toString() { return "HeroNode [no=" + no + ",name=" + name + "]"; } //编写前序遍历的方法 public void preOrder(){ System.out.println(this); //先输出父节点 //递归遍历左子树 if (this.left != null){ this.left.preOrder(); } //递归遍历右子树 if (this.right != null){ this.right.preOrder(); } } //中序遍历 public void infixOrder(){ //递归向左子树中序遍历 if (this.left != null){ this.left.infixOrder(); } System.out.println(this); //输出父节点 //递归向右子树中序遍历 if (this.right != null){ this.right.infixOrder(); } } //后续遍历 public void postOrder(){ if (this.left != null){ this.left.postOrder(); } if (this.right != null){ this.right.postOrder(); } System.out.println(this); } //前序遍历查找 public HeroNode preOrderSearch(int no){ System.out.println("进入前序遍历"); //比较当前节点是不是 if (this.no == no){ return this; } //1.判断当前节点的左子节点是否为空,如果不为空,则递归前序查找 //2.如果左递归前序查找,找到节点,则返回 HeroNode resNode = null; if (this.left != null){ resNode = this.left.preOrderSearch(no); } if (resNode != null){ //说明在左子树中找到 return resNode; } //1.右递归前序查找,找到节点则返回,否则继续判断 //2.当前的节点的右子节点是否为空,如果不为空,则继续向右递归前序查找 if (this.right != null){ resNode = this.right.preOrderSearch(no); } return resNode; } //中序遍历查找 public HeroNode infixOrderSearch(int no){ //System.out.println("中序遍历查找"); HeroNode resNode = null; //判断当前节点的左子节点是否为空,如果不为空,则递归中序查找 if (this.left != null){ resNode = this.left.infixOrderSearch(no); } if (resNode != null){ //找到,返回 return resNode; } System.out.println("进入中序查找"); //没有找到,就和当前节点比较,如果是,则返回当前节点 if (this.no == no){ return this; } //否则,继续进行右递归的中序查找 if (this.right != null){ resNode = this.right.infixOrderSearch(no); } return resNode; } //后续遍历查找 public HeroNode postOrderSearch(int no){ HeroNode resNode = null; //判断当前节点的左子节点是否为空,如果不为空,则递归后序查找 if (this.left != null){ resNode = this.left.postOrderSearch(no); } if (resNode != null){ //说明在左子树找到 return resNode; } //如果左子树没找到,则向右子树递归进行后序查找 if (this.right != null){ resNode = this.right.postOrderSearch(no); } if (resNode != null){ //说明在右子树找到 return resNode; } //如果左右子书都没有找到,就比较当前节点是不是 System.out.println("进入后序查找"); if (this.no == no){ return this; } return resNode; } //递归删除结点 //1.如果删除节点是叶子结点,则删除该节点 //2.如果删除节点是非叶子结点,则直接删除这个树 //思路 /* 1.因为我们的二叉树是单向的,所以我们是判断当前节点的子节点是否需要删除节点,而不能判断当前这个节点是不是需要删除的结点。 2.如果当前节点的左子节点不为空,并且左子节点就是要删除的结点,就将 this.left = null, 并且就返回(结束递归删除)。 3.如果当前节点的右子节点不为空,并且右子节点就是要删除的结点,就将 this.right = null, 并且就返回(结束递归删除)。 4.如果第2步和第三步没有删除节点,那我们就需要向左子树进行递归删除。 5.如果第4步也没有删除节点,则应当向右子树进行递归删除。 */ public void delNode(int no){ //2.如果当前节点的左子节点不为空,并且左子节点就是要删除的结点,就将 this.left = null, 并且就返回(结束递归删除)。 if (this.left != null && this.left.no == no){ this.left = null; return; } //3.如果当前节点的右子节点不为空,并且右子节点就是要删除的结点,就将 this.right = null, 并且就返回(结束递归删除)。 if (this.right != null && this.right.no == no){ this.right = null; return; } //4.我们就需要向左子树进行递归删除。 if (this.left != null){ this.left.delNode(no); } //5.向右子树递归删除 if (this.right != null){ this.right.delNode(no); } } }
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