Java实现二分搜索树的示例代码


Posted in Java/Android onMarch 17, 2022

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)

Java实现二分搜索树的示例代码

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

Java实现二分搜索树的示例代码

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;
 
/**
 * 基于整型的
 * 普通的二分搜索树
 */
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;
 
    /**
     * 向以root为根的BST中插入一个新的结点val
     * @param val
     */
    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;
    }
 
    /**
     * 判断当前以root为根的BST中是否包含了val
     * @param val
     * @return
     */
    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);
        }
    }
 
    /**
     * 找到最小值
     * @return
     */
    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);
    }
 
    /**
     * 找到最大值
     * @return
     */
    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);
    }
 
    /**
     * 在当前BST中删除最小值节点,返回删除的最小值
     * @return
     */
    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;
    }
 
    /**
     * 在当前BST中删除最大值节点,返回删除的最大值
     * @return
     */
    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;
    }
 
    /**
     * 在当前以root为根节点的BST中删除值为val的节点
     * 返回删除后的新的根节点
     * @return
     */
    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三水点靠木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三水点靠木!

Java/Android 相关文章推荐
图解排序算法之希尔排序Java实现
Jun 26 Java/Android
总结Java对象被序列化的两种方法
Jun 30 Java/Android
mybatis中sql语句CDATA标签的用法说明
Jun 30 Java/Android
用Java实现简单计算器功能
Jul 21 Java/Android
RestTemplate如何通过HTTP Basic Auth认证示例说明
Mar 17 Java/Android
Spring Bean是如何初始化的详解
Mar 22 Java/Android
springboot用户数据修改的详细实现
Apr 06 Java/Android
Java 超详细讲解十大排序算法面试无忧
Apr 08 Java/Android
Java设计模式之代理模式
Apr 22 Java/Android
Java版 简易五子棋小游戏
May 04 Java/Android
Java异常体系非正常停止和分类
Jun 14 Java/Android
Spring Boot实现文件上传下载
Aug 14 Java/Android
使用HttpSessionListener监听器实战
Mar 17 #Java/Android
spring cloud eureka 服务启动失败的原因分析及解决方法
Mar 17 #Java/Android
Java基于Dijkstra算法实现校园导游程序
Java中的随机数Random
Mar 17 #Java/Android
SpringBoot中HttpSessionListener的简单使用方式
Mar 17 #Java/Android
SpringBoot+Redis实现布隆过滤器的示例代码
Mar 17 #Java/Android
Java9新特性对HTTP2协议支持与非阻塞HTTP API
You might like
PHP中其实也可以用方法链
2011/11/10 PHP
ThinkPHP结合ajax、Mysql实现的客户端通信功能代码示例
2014/06/23 PHP
php中使用GD库做验证码
2016/03/31 PHP
利用XMLHTTP传递参数在另一页面执行并刷新本页
2006/10/26 Javascript
slice函数的用法 之不错的应用
2006/12/29 Javascript
固定表格行列(expression)在IE下适用
2013/07/25 Javascript
jQuery使用load()方法载入另外一个网页文件内的指定标签内容到div标签的方法
2015/03/25 Javascript
JavaScript实现多个重叠层点击切换效果的方法
2015/04/24 Javascript
jQuery插件animateSlide制作多点滑动幻灯片
2015/06/11 Javascript
jquery+json实现动态商品内容展示的方法
2016/01/14 Javascript
使用react-router4.0实现重定向和404功能的方法
2017/08/28 Javascript
用Webpack构建Vue项目的实践
2017/11/07 Javascript
JavaScript 日期时间选择器一些小结
2018/04/02 Javascript
node后端服务保活的实现
2019/11/10 Javascript
微信小程序swiper实现文字纵向轮播提示效果
2020/01/21 Javascript
基于JS+HTML实现弹窗提示是否确认提交功能
2020/06/17 Javascript
JavaScript实现弹出窗口效果
2020/12/09 Javascript
[02:01]2018完美盛典-开场舞《双子星》
2018/12/16 DOTA
Python下singleton模式的实现方法
2014/07/16 Python
python统计字符串中指定字符出现次数的方法
2015/04/04 Python
使用Python编写类UNIX系统的命令行工具的教程
2015/04/15 Python
Python 读取某个目录下所有的文件实例
2018/06/23 Python
利用Pandas读取文件路径或文件名称包含中文的csv文件方法
2018/07/04 Python
python并发爬虫实用工具tomorrow实用解析
2019/09/25 Python
Python re正则表达式元字符分组()用法分享
2020/02/10 Python
关于Python3爬虫利器Appium的安装步骤
2020/07/29 Python
基本款天堂:Everlane
2017/05/13 全球购物
法律七进实施方案
2014/03/15 职场文书
软件专业毕业生个人自我鉴定
2014/04/17 职场文书
演讲稿的写法
2014/05/19 职场文书
安全生产目标管理责任书
2014/07/25 职场文书
承诺书模板
2014/08/30 职场文书
党员民主生活会对照检查材料思想汇报
2014/09/28 职场文书
24年收藏2000多部退役军用电台
2022/02/18 无线电
进行数据处理的6个 Python 代码块分享
2022/04/06 Python
MyBatis XPathParser解析器使用范例详解
2022/07/15 Java/Android