手寫查詢二叉樹
摘要：
查詢二叉樹
隨著大資料時代的來臨，樹形結構得到了越來越廣泛的應用，廢話不多說，直接開始我們的正題，查詢二叉樹。
何為查詢二叉樹
查詢二叉樹是二叉樹的一種，又名查詢樹，搜尋樹。查詢二叉樹具有如下特點;
1.必須是二叉樹
2.任意節點的左子樹上所有的資料...
查詢二叉樹
隨著大資料時代的來臨，樹形結構得到了越來越廣泛的應用，廢話不多說，直接開始我們的正題，查詢二叉樹。
何為查詢二叉樹
查詢二叉樹是二叉樹的一種，又名查詢樹，搜尋樹。查詢二叉樹具有如下特點;
1.必須是二叉樹
2.任意節點的左子樹上所有的資料都比該節點資料小，或者為空樹
3.任意節點的右子樹上所有的資料都比該節點資料大，或者為空樹
應用場景
顧名思義，查詢二叉樹的作用就是快速查詢 ，使用於資料量特別大時候的快速查詢，時間複雜度介於O(log2n)到O(n)之間，資料量越大，越接近於O(log2n)，效能越優，大資料時代的必備技能之一。
程式碼實現
一.使用孩子雙親表示法表示樹
public class Node <T extends Comparable>{
T item;
Node<T> leftChild;
Node<T> rightChild;
Node<T> parent;
public Node(T item) {
this.item = item;
}
}
二.定義屬性變數
Node root; int size;
三.實現必要的增刪查詢和遍歷方法
add 方法實現
public boolean add(T item) {
Node<T> newNode = new Node<T>(item);
if (root == null) {
//如果是空樹
root = newNode;
size++;
return true;
}
Node node = root;
Node parent = null;
while (node != null) {
parent = node;
if (node.item.compareTo(item) == 0) {
//去掉重複的，不進行新增操作
return false;
} else if (node.item .compareTo(item) >0) {
//如果加入的節點比做節點小
node = node.leftChild;
} else {
//如果加入的節點比做節點大
node = node.rightChild;
}
}
if (parent.item .compareTo(item)>0) {
parent.leftChild = newNode;
} else {
parent.rightChild = newNode;
}
newNode.parent = parent;
size++;
returntrue;
}
get方法實現
public Node get(T item) {
if (root == null) {
return null;
}
Node node = root;
while (node != null) {
if (node.item.compareTo(item)<0) {
node = node.rightChild;
} else if (node.item.compareTo(item)>0) {
node = node.leftChild;
} else {
return node;
}
}
return null;
}
遍歷
/**
* 採取中序遍歷的方式對樹進行遍歷
*/
public void midOrderTraseval(){
midOrderTraseval(root);
}
privatevoid midOrderTraseval(Node<T> node) {
if (node == null) {
return;
}
midOrderTraseval(node.leftChild);
System.out.print(node.item +" ");
midOrderTraseval(node.rightChild);
}
delete方法（難點）
思路：
1.如果刪除的節點左右子樹都為空，即葉子節點時：
Node<T> left = node.leftChild;
Node<T> right = node.rightChild;
Node<T> parent = node.parent;
//第一種情況 node 為葉子節點
if (left == null && right == null) {
if(parent == null){
root = null;
}else {
if (parent.leftChild == node) {
parent.leftChild = null;
} else {
parent.rightChild = null;
}
}
node.parent = null;
}
2.如果刪除的節點只有右子樹為空時：
else if (left != null && right == null) {
//第二種情況，只有左節點，沒有右節點
if(parent == null){
root = left;
}else {
if (parent.leftChild == node) {
parent.leftChild = left;
} else {
parent.rightChild = left;
}
}
left.parent = parent;
node.parent = null;
node.leftChild = null;
}
3.如果刪除的節點只有左子樹為空時：
else if (left == null && right != null) {
//第三種情況，只有右節點，沒有左節點
if(parent == null){
root = right;
}else {
if (parent.leftChild == node) {
parent.leftChild = right;
} else {
parent.rightChild = right;
}
}
right.parent = parent;
node.parent = null;
node.rightChild = null;
}
4.刪除節點的左右子樹均不為空時：
else {
//左右兩邊都有節點的
Node lleftNode = getLeftChildNode(right);
lleftNode.leftChild = left;
left.parent = lleftNode;
if(lleftNode.rightChild !=null){
if(lleftNode.parent != node){
lleftNode.parent.leftChild = lleftNode.rightChild;
lleftNode.rightChild.parent = lleftNode.parent;
}
}
if(lleftNode == right){
lleftNode.rightChild =null;
}else {
lleftNode.rightChild = right;
}
right.parent = lleftNode;
if(parent == null){
lleftNode.parent = null;
root = lleftNode;
}else {
if(parent.leftChild == node){
parent.leftChild = lleftNode;
}else {
parent.rightChild = lleftNode;
}
lleftNode.parent = parent;
}
node.leftChild = null;
node.rightChild =null;
node.parent = null;
}
完整程式碼
package com.example.administrator.myapplication;
/**
* Created by Administrator on 2018-12-09.
*/
public class SearchBinaryTree<T extends Comparable> {
Node root;
int size;
public class Node <T extends Comparable>{
T item;
Node<T> leftChild;
Node<T> rightChild;
Node<T> parent;
public Node(T item) {
this.item = item;
}
}
public int size() {
return size;
}
public boolean add(T item) {
Node<T> newNode = new Node<T>(item);
if (root == null) {
//如果是空樹
root = newNode;
size++;
return true;
}
Node node = root;
Node parent = null;
while (node != null) {
parent = node;
if (node.item.compareTo(item) == 0) {
//去掉重複的，不進行新增操作
return false;
} else if (node.item .compareTo(item) >0) {
//如果加入的節點比做節點小
node = node.leftChild;
} else {
//如果加入的節點比做節點大
node = node.rightChild;
}
}
if (parent.item .compareTo(item)>0) {
parent.leftChild = newNode;
} else {
parent.rightChild = newNode;
}
newNode.parent = parent;
size++;
returntrue;
}
public Node get(T item) {
if (root == null) {
return null;
}
Node node = root;
while (node != null) {
if (node.item.compareTo(item)<0) {
node = node.rightChild;
} else if (node.item.compareTo(item)>0) {
node = node.leftChild;
} else {
return node;
}
}
return null;
}
/**
* 採取中序遍歷的方式對樹進行遍歷
*/
public void midOrderTraseval(){
midOrderTraseval(root);
}
privatevoid midOrderTraseval(Node<T> node) {
if (node == null) {
return;
}
midOrderTraseval(node.leftChild);
System.out.print(node.item +" ");
midOrderTraseval(node.rightChild);
}
public Node<T> delete(T item){
Node<T> node = get(item);
if(node !=null){
delete(node);
}
return node;
}
private void delete(Node<T> node) {
if (node == null) {
return;
}
Node<T> left = node.leftChild;
Node<T> right = node.rightChild;
Node<T> parent = node.parent;
//第一種情況 node 為葉子節點
if (left == null && right == null) {
if(parent == null){
root = null;
}else {
if (parent.leftChild == node) {
parent.leftChild = null;
} else {
parent.rightChild = null;
}
}
node.parent = null;
} else if (left != null && right == null) {
//第二種情況，只有左節點，沒有右節點
if(parent == null){
root = left;
}else {
if (parent.leftChild == node) {
parent.leftChild = left;
} else {
parent.rightChild = left;
}
}
left.parent = parent;
node.parent = null;
node.leftChild = null;
}else if (left == null && right != null) {
//第三種情況，只有右節點，沒有左節點
if(parent == null){
root = right;
}else {
if (parent.leftChild == node) {
parent.leftChild = right;
} else {
parent.rightChild = right;
}
}
right.parent = parent;
node.parent = null;
node.rightChild = null;
}else {
//左右兩邊都有節點的
Node lleftNode = getLeftChildNode(right);
lleftNode.leftChild = left;
left.parent = lleftNode;
if(lleftNode.rightChild !=null){
if(lleftNode.parent != node){
lleftNode.parent.leftChild = lleftNode.rightChild;
lleftNode.rightChild.parent = lleftNode.parent;
}
}
if(lleftNode == right){
lleftNode.rightChild =null;
}else {
lleftNode.rightChild = right;
}
right.parent = lleftNode;
if(parent == null){
lleftNode.parent = null;
root = lleftNode;
}else {
if(parent.leftChild == node){
parent.leftChild = lleftNode;
}else {
parent.rightChild = lleftNode;
}
lleftNode.parent = parent;
}
node.leftChild = null;
node.rightChild =null;
node.parent = null;
}
size--;
}
private Node<T> getLeftChildNode(Node<T> node){
Node<T> leftChild = node;
Node<T> newNode = node;
while (newNode!=null){
leftChild = newNode;
newNode = newNode.leftChild;
}
return leftChild;
}
}
測試及結果列印
@Test
public void testSearchTree(){
SearchBinaryTree<Integer> tree = new SearchBinaryTree();
int[] array = new int[]{5,4,9,2,0,7,3,1,8};
for (int i : array) {
tree.add(i);
}
for (int i : array) {
tree.midOrderTraseval();
System.out.println("-----------------------");
tree.delete(i);
}
for (int i : array) {
tree.add(i);
}
tree.midOrderTraseval();
}
結果列印
0 1 2 3 4 5 7 8 9 ----------------------- 0 1 2 3 4 7 8 9 ----------------------- 0 1 2 3 7 8 9 ----------------------- 0 1 2 3 7 8 ----------------------- 0 1 3 7 8 ----------------------- 1 3 7 8 ----------------------- 1 3 8 ----------------------- 1 8 ----------------------- 8 ----------------------- 0 1 2 3 4 5 7 8 9
完美收工：
初次寫技術部落格，各位大牛請多包涵，共同進步！