D12-Android自定義控制元件之--二分搜尋樹

摘要： Android自定義控制元件和二分搜尋樹貌似八竿子打不著啊，最近在看資料結構，感覺還好，但是就是有點枯燥 咱也是會玩安卓的人，搞一個View模擬一下二分搜尋樹唄，寓學於樂。 繪圖部分使用我的LogicCanvas庫， 使用詳見Github： 當然你也可以使用安卓原...

功能：

1.將資料以二分搜尋樹的樹狀結構展現

2.資料新增操作，此處上滑新增隨機元素

3.資料移除操作，此處下滑移除隨機元素

4.不止支援數字，也支援泛型(T extends Comparable<T>)

效果：

TreeView

1.成員變數

/**
* 資料
*/
private List<T> mData = new ArrayList<>();
/**
* 根節點
*/
private Node root = new Node(null, v2(0, 0));

/**
* 繪畫者
*/
private Painter mPainter;

/**
* 度量標尺=網格寬度=小球直徑 也決定文字大小、連線長度
*/
private int STEP = 50;

2.先看一下節點類

比起常規的二分搜尋樹，為了方便繪製，增加pos變數，記錄當前節點座標

有一個很頭疼的問題就是如果節點距離都相同，那麼第三層開始就會出現點蓋住點的情況

所以打算維護一個節點的當前深度來讓深層的連線變短，為變相獲取當前節點的深度，維護father變數

/////////////////////////////////Node節點類
private class Node {
public T el;
public Node right;
public Node left;

//為了確定節點的位置，增加了pos變數：即點位
public Pos pos;
//為了確定節點所在的層級來決定每層現場，增加了father變數
public Node father;

/**
* 建構函式
*
* @param left左子
* @param right 右子
* @param el儲存的資料元素
*/
public Node(Node left, Node right, T el, Pos pos) {
this.el = el;
this.left = left;
this.right = right;
this.pos = pos.dotC(STEP);
}

public Node(T el, Pos pos) {
this(null, null, el, pos);
}

/**
* 獲取當前節點所在層數
*
* @return 當前節點所在層數
*/
public int getDeep() {
int deep = 0;
Node node = this;
while (node.father != null) {
node = node.father;
deep++;
}
return deep;
}

/**
* 樹的型別
*
* @return 樹的型別
*/
public NodeType getType() {
if (this.right == null) {
if (this.left == null) {
return NodeType.LEAF;
} else {
return NodeType.RIGHT_NULL;
}
}
if (this.left == null) {
return NodeType.LEFT_NULL;
} else {
return NodeType.FULL;
}
}
}

/**
* 節點型別
*/
enum NodeType {
FULL,//左右非空
LEAF,//左右皆空
RIGHT_NULL,//右空左非空
LEFT_NULL;//左空右非空
}

3.新增節點的方法

float len = STEP * 5 / ((target.getDeep() + 1)); 是根據節點深度控制與子節點的連線長度

這個計算方法也許不是太好，如果你能給出更好的方式，歡迎討論

/**
* 返回插入新節點後的二分搜尋樹的根
*
* @param target 目標節點
* @param el插入元素
* @return 插入新節點後的二分搜尋樹的根
*/
private Node addNode(Node target, T el) {
if (target == null) {
return new Node(null, null, el, v2(0, 0));
}
//根據節點深度控制與子節點的連線長度
float len = STEP * 5 / ((target.getDeep() + 1));

if (el.compareTo(target.el) < 0) {
target.left = addNode(target.left, el);
//維護目標節點左節點座標，減去len
target.left.pos = target.pos.minus(v2(len, len));
//維護父親節點
target.left.father = target;
} else if (el.compareTo(target.el) > 0) {
target.right = addNode(target.right, el);
//維護目標節點左節點座標，X加len,Y減去len,
target.right.pos = target.pos.add(v2(len, -len));
//維護父親節點
target.right.father = target;
}
return target;
}

4.刪除節點

/**
* 刪除掉以target為根的二分搜尋樹中值為e的節點, 遞迴演算法 返回刪除節點後新的二分搜尋樹的根
*
* @param target 
* @param el
* @return
*/
private Node removeNode(Node target, T el) {
if (target == null) {
return null;
}

if (el.compareTo(target.el) < 0) {
target.left = removeNode(target.left, el);
} else if (el.compareTo(target.el) > 0) {
target.right = removeNode(target.right, el);
return target;
} else {//相等時
switch (target.getType()) {
case LEFT_NULL://左殘--
case LEAF:
Node rightNode = target.right;
target.right = null;
return rightNode;
case RIGHT_NULL:
Node leftNode = target.left;
target.left = null;
return leftNode;
case FULL:
//找後繼節點
Node successor = getMinNode(target.right);
successor.right = removeMinNode(target.right);
successor.left = target.left;
target.left = target.right = null;
return successor;
}
}
return target;
}

4.繪製

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
//繪製網格
CanvasUtils.drawGrid(getContext(), STEP, canvas);
//獲取繪圖者
mPainter = PainterEnum.INSTANCE.getInstance(canvas);
//將資料新增入節點
if (mData != null) {
for (T data : mData) {
root.el = mData.get(0);
root = addNode(root, data);
}
//繪製以node為根的所有節點
drawNode(root);
}
}

這裡使用後續遍歷時繪製

/**
* 繪製以node為根的所有節點
*
* @param node
*/
public void drawNode(Node node) {

if (node == null) {
return;
}
drawNode(node.left);
drawNode(node.right);

//座標系取X中間
Pos theCoo = v2(STEP * (mWinSize.x / STEP / 2 + 1), STEP / 2);
//sa繪製弧形命令--360度,直徑STEP,偏移node.pos，顏色黑色，座標系原點mcoo
mPainter.draw(
sa.ang(360).r(STEP / 2)
.p(node.pos).fs(Color.BLACK).coo(theCoo));

//繪製文字--根據節點位置確定文字位置
Pos txtPos = node.pos.add(STEP * (mWinSize.x / STEP / 2 + 1), -STEP / 2 - STEP / 5);
//st繪製文字命令
mPainter.drawText(
st.str(node.el + "").size(STEP / 3 * 2).fs(Color.WHITE)
.p(txtPos.refY()));

//如果有右節點，畫右線
if (node.right != null) {
//node.pos是節點的中心座標,這裡做了一些偏移，不會壓到字
Pos startPos = node.pos.add(STEP / 4, -STEP / 4);
//右子的座標
Pos endPos = node.right.pos.add(-STEP / 4, STEP / 4);
//sl繪製直線命令
mPainter.draw(
sl.ps(startPos, endPos)
.coo(theCoo).b(3).ss(Color.BLACK));
}

//如果有左節點，畫左線--同上
if (node.left != null) {
mPainter.draw(
sl.ps(node.pos.add(-STEP / 4, -STEP / 4), node.left.pos.add(STEP / 4, STEP / 4))
.coo(theCoo).b(3).ss(Color.BLACK));
}

}

暴漏的方法

/**
* 新增節點
*
* @param el 節點元素
*/
public void add(T el) {
mData.add(el);
}

/**
* 移除節點
*
* @param el 節點元素
*/
public void remove(T el) {
mData.remove(el);
root = removeNode(root, el);
}

Activity中測試：

靜態顯示測試

val treeView = TreeView<Int>(this)
val data = ArrayList<Int>()
data.add(200)
data.add(265)
data.add(855)
data.add(67)
data.add(15)
data.add(48)
data.add(12)
data.add(585)
data.add(45)
treeView.setData(data)

動態新增、刪除測試

treeView.setOnEventListener(object : BaseView.OnEventListener {
override fun down(pos: Pos) {
}
override fun up(pos: Pos, speed: BaseView.MoveSpeed, orientation: BaseView.Orientation) {
when (orientation) {
BaseView.Orientation.TOP -> {
val rangeInt = ZRandom.rangeInt(2, 400)
treeView.add(rangeInt)
treeView.invalidate()
}
BaseView.Orientation.BOTTOM -> {
val el = treeView.data.get(ZRandom.rangeInt(1, treeView.data.size - 1))
treeView.remove(el)
treeView.invalidate()
}
}
}
override fun move(pos: Pos, s: Double, dy: Float, dx: Float, dir: Double, orientation: BaseView.Orientation) {
}
})

字串測試

val treeView = TreeView<String>(this)
val data = ArrayList<String>()
data.add("f")
data.add("c")
data.add("a")
data.add("g")
data.add("z")
data.add("d")
data.add("o")
data.add("w")
data.add("g")
data.add("q")
treeView.setData(data)

val treeView = TreeView<String>(this)
val data = ArrayList<String>()
data.add("趙")
data.add("錢")
data.add("孫")
data.add("李")
data.add("周")
data.add("吳")
data.add("鄭")
data.add("王")
data.add("馮")
data.add("陳")
data.add("楚")
data.add("衛")
treeView.setData(data)

就醬紫 本專案原始碼在此，點選檢視

後記、

1.宣告：

[1]本文由張風捷特烈原創,轉載請註明

[2]歡迎廣大程式設計愛好者共同交流

[3]個人能力有限，如有不正之處歡迎大家批評指證，必定虛心改正

[4]你的喜歡與支援將是我最大的動力

2.連線傳送門：

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3.聯絡我

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微信：zdl1994328

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