java實現二叉樹demo

標籤：二叉樹   ==   非遞迴   svi   create   util   null   遍曆   size   

二叉樹(BinaryTree)是n(n≥0)個結點的有限集，它或者是空集(n=0)，或者由一個根結點及兩棵互不相交的、分別稱作這個根的左子樹和右子樹的二叉樹組成。
    這個定義是遞迴的。由於左、右子樹也是二叉樹， 因此子樹也可為空白樹。

五種不同基本形態的二叉樹:

二叉樹的遍曆

對於二叉樹來講最主要、最基本的運算是遍曆。
    遍曆二叉樹 是指以一定的次序訪問二叉樹中的每個結點。所謂 訪問結點 是指對結點進行各種操作的簡稱。例如，查詢結點資料域的內容，或輸出它的值，或找出結點位置，或是執行對結點的其他動作。遍曆二叉樹的過程實質是把二叉樹的結點進行線性排列的過程。假設遍曆二叉樹時訪問結點的操作就是輸出結點資料域的值，那麼遍曆的結果得到一個線性序列。

從二叉樹的遞迴定義可知，一棵非空的二叉樹由根結點及左、右子樹這三個基本部分組成。因此，在任一給定結點上，可以按某種次序執行三個操作：
    　（1）訪問結點本身(N)，
    　（2）遍曆該結點的左子樹(L)，
    　（3）遍曆該結點的右子樹(R)。
以上三種操作有六種執行次序：
    　NLR、LNR、LRN、NRL、RNL、RLN。
注意：
    前三種次序與後三種次序對稱，故只討論先左後右的前三種次序。
　　由於被訪問的結點必是某子樹的根，所以N(Node)、L(Left subtlee)和R(Right subtree)又可解釋為根、根的左子樹和根的右子樹。NLR、LNR和LRN分別又稱為先根遍曆、中根遍曆和後根遍曆。

import java.util.Stack;/** *  * @ClassName: BinaryTree * @Description: 二叉樹的鏈式儲存  * @author:  * @date:  */public class BinaryTree {private TreeNode root=null;public BinaryTree() { root=new TreeNode(1,"rootNode(A)");}/** *  * @ClassName: TreeNode * @Description: 二叉樹的節點資料結構 * @author:  * @date:  */public class TreeNode {private int key=0;private String data=null;private boolean isVisted=false;private TreeNode leftChild=null;private TreeNode rightChild=null;public TreeNode() {}/**  * @param key  層序編碼  * @param data 資料域  */  private TreeNode(int key, String data) {this.key = key;this.data = data;this.leftChild=null;this.rightChild=null;}}/**  * 建立一棵二叉樹  * <pre>  *           A  *     B          C  *  D     E            F  *  </pre>  * @param root  */ public void createBinTree(TreeNode root){TreeNode newNodeB=new TreeNode(2, "B");TreeNode newNodeC=new TreeNode(2, "C");TreeNode newNodeD=new TreeNode(2, "D");TreeNode newNodeE=new TreeNode(2, "E");TreeNode newNodeF=new TreeNode(2, "F");root.leftChild=newNodeB;root.rightChild=newNodeC;      root.leftChild.leftChild=newNodeD;      root.leftChild.rightChild=newNodeE;      root.rightChild.rightChild=newNodeF; }public boolean isEmpty(){return root==null;}//樹的高度 public int height(){return height(root);}//節點個數 public int size(){      return size(root);  }  private int height(TreeNode subTree){if(subTree==null)return 0;//遞迴結束：空樹高度為0else {int i=height(subTree.leftChild);int j=height(subTree.rightChild);return (i<j)?(j+1):(i+1);}}private int size(TreeNode subTree){if(subTree==null)return 0;else {return 1+size(subTree.leftChild)+size(subTree.rightChild);}}//返回雙親結點public TreeNode parent(TreeNode element){return (root==null || root==element)? null:parent(root,element);}public TreeNode parent(TreeNode subTree,TreeNode element){if(subTree==null)return null;if(subTree.leftChild==element||subTree.rightChild==element)return subTree;//返回父結點地址 TreeNode p;//先在左子樹中找，如果左子樹中沒有找到，才到右子樹去找if((p=parent(subTree.leftChild,element))!=null)//遞迴在左子樹中搜尋return p;else//遞迴在右子樹中搜尋 return parent(subTree.rightChild, element);}public TreeNode getLeftChildNode(TreeNode element){return (element!=null)? element.leftChild:null;}public TreeNode getRightChildNode(TreeNode element){return (element!=null)? element.rightChild:null;}public TreeNode getRoot(){return root;}//在釋放某個結點時，該結點的左右子樹都已經釋放，  //所以應該採用後續遍曆，當訪問某個結點時將該結點的儲存空間釋放  public void destroy(TreeNode subTree){if(subTree!=null)destroy(subTree.leftChild); //刪除左子樹 destroy(subTree.rightChild);//刪除右子樹 subTree=null;//刪除根結點 }public void traverse(TreeNode subTree){System.out.println("key:"+subTree.key+";name:"+subTree.data);traverse(subTree.leftChild);traverse(subTree.rightChild);}public void visted(TreeNode subTree){subTree.isVisted=true;System.out.println("key:"+subTree.key+";name:"+subTree.data);}//前序走訪 public void preOrder(TreeNode subTree){if(subTree!=null){visted(subTree); preOrder(subTree.leftChild);preOrder(subTree.rightChild);}}//中序遍曆 public void inOrder(TreeNode subTree){if(subTree!=null){inOrder(subTree.leftChild);visted(subTree);inOrder(subTree.rightChild);}}//後續遍曆  public void postOrder(TreeNode subTree){if(subTree!=null){postOrder(subTree.leftChild);postOrder(subTree.rightChild);visted(subTree);}}//前序走訪的非遞迴實現 public void nonRecPreOder(TreeNode p){Stack<TreeNode> stack=new Stack<TreeNode>();TreeNode node=p;while(node!=null||stack.size()>0){while(node!=null){visted(node);stack.push(node);node=node.leftChild;}while(stack.size()>0){node=stack.pop();node=node.rightChild;}}}//中序遍曆的非遞迴實現public void nonRecInOrder(TreeNode p){      Stack<TreeNode> stack =new Stack<BinaryTree.TreeNode>();      TreeNode node =p;     while(node!=null||stack.size()>0){          //存在左子樹       while(node!=null){               stack.push(node);               node=node.leftChild;           }     //棧非空           if(stack.size()>0){               node=stack.pop();               visted(node);               node=node.rightChild;           }      }}//後序遍曆的非遞迴實現  public void noRecPostOrder(TreeNode p){      Stack<TreeNode> stack=new Stack<BinaryTree.TreeNode>();      TreeNode node =p;     while(p!=null){          //左子樹入棧    for(;p.leftChild!=null;p=p.leftChild){    stack.push(p);    }    //當前結點無右子樹或右子樹已經輸出    while(p!=null&&(p.rightChild==null||p.rightChild==node))    {    visted(p);    //紀錄上一個已輸出結點              node =p;              if(stack.empty())                  return;              p=stack.pop();      }    //處理右子樹          stack.push(p);          p=p.rightChild;      }}public static void main(String[] args) {BinaryTree bt=new BinaryTree();bt.createBinTree(bt.root);System.out.println("the size of the tree is :" + bt.size());      System.out.println("the height of the tree is :" + bt.height());            System.out.println("*******(前序走訪)[ABDECF]遍曆*****************");      bt.preOrder(bt.root);            System.out.println("*******(中序遍曆)[DBEACF]遍曆*****************");      bt.inOrder(bt.root);           System.out.println("*******(後序遍曆)[DEBFCA]遍曆*****************");      bt.postOrder(bt.root);            System.out.println("***非遞迴實現****(前序走訪)[ABDECF]遍曆*****************");      bt.nonRecPreOder(bt.root);            System.out.println("***非遞迴實現****(中序遍曆)[DBEACF]遍曆*****************");      bt.nonRecInOrder(bt.root);            System.out.println("***非遞迴實現****(後序遍曆)[DEBFCA]遍曆*****************");      bt.noRecPostOrder(bt.root); }}

　　

 

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