Java实现二分搜索树的示例代码
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1.概念
a.是个二叉树(每个节点最多有两个子节点)
b.对于这棵树中的节点的节点值
左子树中的所有节点值 < 根节点 < 右子树的所有节点值
二分搜索树中一般不考虑值相等的情况(元素不重复)JDK中的搜索树就不存在相同的值(TreeMap-key)
最大特点:也是判断是否是搜索树的方法
对该树进行中序遍历，就可以得到一个升序集合0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
在一个有序区间上进行二分查找的时间复杂度? logn不断将集合/2/2 / 2 ==1为止logN
logN =》联想到"树"
2.重点操作
当删除58时，此节点左右子树都不为空
Hibbard Deletion 1962
在BST中删除一个左右子树都存在的节点
找到当前以58为根节点的前驱或者后继节点作为删除后的新节点
前驱:在以58为根的BST中最后一个小于58的节点->53
后继:在以58为根的BST中第一个大于58的节点->59
当我们使用后继节点时，先连removeMin(root.right),在连root.left
TreeNode successor = findMin(root.right);
successor.right = removeMin(root.right);
successor.left = root.left;
3.完整代码
import java.util.NoSuchElementException;
public class BST {
private class TreeNode{
private int val;
private TreeNode left;
private TreeNode right;
public TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
private int size;
private TreeNode root;
public void add(int val){
root = add(root,val);
}
private TreeNode add(TreeNode root, int val) {
if(root == null){
//创建一个新节点
TreeNode newNode = new TreeNode(val);
size++;
return newNode;
}
//左子树插入
if(val < root.val){
root.left = add(root.left,val);
}
//右子树插入
if(val > root.val){
root.right = add(root.right,val);
}
return root;
}
public boolean contains(int val){
return contains(root,val);
}
private boolean contains(TreeNode root, int val) {
if(root == null){
return false;
}
if(val == root.val){
//找到了
return true;
}else if(val < root.val){
//递归左子树查找
return contains(root.left,val);
}else{
//递归右子树查找
return contains(root.right,val);
}
}
public int findMin(){
//判空
if(root == null){
//抛出一个空指针异常
throw new NoSuchElementException("root is empty! cannot find min");
}
TreeNode minNode = findMin(root);
return minNode.val;
}
private TreeNode findMin(TreeNode root) {
//当此节点左子树为空，说明此节点是最小值
if(root.left == null){
return root;
}
//递归访问左子树
return findMin(root.left);
}
public int findMax(){
//判空
if(root == null){
throw new NoSuchElementException("root is empty! cannot find max");
}
TreeNode maxNode = findMax(root);
return maxNode.val;
}
private TreeNode findMax(TreeNode root) {
//当此节点右子树为空，说明此节点是最大值
if(root.right == null){
return root;
}
//递归访问右子树
return findMax(root.right);
}
public int removeMin(){
int min =findMin();
root = removeMin(root);
return min;
}
private TreeNode removeMin(TreeNode root) {
if(root.left == null){
TreeNode right = root.right;
//找到最小值，删除节点
root = root.left = null;
size--;
return right;
}
root.left = removeMin(root.left);
return root;
}
public int removeMax(){
int max = findMax();
root = removeMax(root);
return max;
}
//在当前以root为根的BST中删除最小值所在的节点，返回删除后的树根
private TreeNode removeMax(TreeNode root) {
if(root.right == null){
TreeNode right = root.right;
//找到最大值，删除节点
root = root.right = null;
size--;
return right;
}
root.right = findMax(root.right);
return root;
}
public void removeValue(int value){
root = removeValue(root,value);
}
private TreeNode removeValue(TreeNode root, int value) {
if(root == null){
throw new NoSuchElementException("root is empty! cannot find remove");
}else if(value < root.val){
root.left = removeValue(root.left,value);
return root;
}else if(value > root.val){
root.right = removeValue(root.right,value);
return root;
}else {
//此时value == root.value
if(root.left == null){
//删除最小数
TreeNode right = root.right;
root = root.right = null;
size--;
return right;
}
if(root.right == null){
//删除最大数
TreeNode left = root.left;
root = root.left =null;
size--;
return left;
}
//找到当前该删除节点的前驱或者后继节点作为删除后的新节点
//当我们使用后继节点时，先连removeMin(root.right),在连root.left
TreeNode successor = findMin(root.right);
successor.right = removeMin(root.right);
successor.left = root.left;
return successor;
}
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
generateBSTString(root,0,sb);
return sb.toString();
}
//直观打印，可以看到树的深度
private void generateBSTString(TreeNode root, int height, StringBuilder sb) {
if(root == null){
sb.append(generateHeightString(height)).append("NULL\n");
return;
}
sb.append(generateHeightString(height)).append(root.val).append("\n");
generateBSTString(root.left,height+1,sb);
generateBSTString(root.right,height+1,sb);
}
private String generateHeightString(int height) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < height; i++) {
sb.append("--");
}
return sb.toString();
}
}到此这篇关于Java实现二分搜索树的示例代码的文章就介绍到这了,更多相关Java二分搜索树内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！
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