【Java】数据结构-二分搜索树前中后序遍历和增查改（完整代码）
本帖最后由 孤樱懶契 于 2021-10-23 22:40 编辑# 二分搜索树的前中后序遍历和增删查（完整代码）
## BST.java（前序中序和后序的递归算法等）
```java
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;
public class BST<E extends Comparable<E>> {
private class Node{
public E e;
public Node left;
public Node right;
public Node(E e){
this.e = e;
left = null;
right = null;
}
}
private Node root;
private int size;
public BST(){
root = null;
size = 0;
}
public int size(){
return size;
}
public boolean isEmpty(){
return size==0;
}
// 向二分搜索树中添加新的元素e
public void add(E e){
root = add(root , e);
}
// 向以node为跟的二分搜索树中插入元素E，递归算法
// 返回插入新节点后二分搜索树的根
private Node add(Node node, E e){
// if(e.equals(node.e))
// return;
// else if(e.compareTo(node.e) < 0 && node.left == null){
// node.left = new Node(e);
// size ++;
// return;
// }
// else if(e.compareTo(node.e) > 0 && node.right == null){
// node.right = new Node(e);
// size ++;
// return;
// }
if(node == null){
size ++;
return new Node(e);
}
if(e.compareTo(node.e) < 0)
node.left = add(node.left, e);
else if(e.compareTo(node.e)>0)
node.right = add(node.right,e);
return node;
}
public static void main(String[] args) {
}
//看当前二分搜索树中是否包含元素e
public boolean contains(E e){
return contains(root , e);
}
// 看以node为跟的二分搜索树中是否包含元素e，递归算法
private boolean contains(Node node, E e){
if(node == null)
return false;
if(e.compareTo(node.e) == 0)
return true;
else if(e.compareTo(node.e) < 0)
return contains(node.left, e);
else // e.comparaTo(node.e) > 0
return contains(node.right, e);
}
// 二分搜索树的前序遍历
public void preOrder(){
preOrder(root);
}
// 前序遍历以node为根的二分搜索树，递归算法
private void preOrder(Node node){
if(node == null)
return;
System.out.println(node.e);
preOrder(node.left);
preOrder(node.right);
}
// 二分搜索树的非递归前序遍历
public void preOrderNR(){
Stack<Node> stack = new Stack<>();
stack.push(root);
while(!stack.isEmpty()){
Node cur = stack.pop();
System.out.println(cur.e);
if(cur.right != null)
stack.push(cur.right);
if(cur.left != null)
stack.push(cur.left);
}
}
// 二分搜索树的中序遍历
public void inOrder(){
inOrder(root);
}
// 中序遍历以node为根的二分搜索树，递归算法
private void inOrder(Node node){
if(node == null)
return;
inOrder(node.left);
System.out.println(node.e);
inOrder(node.right);
}
// 二分搜索树的后序遍历
public void postOrder(){
postOrder(root);
}
// 后序遍历以node为根的二分搜索树，递归算法
private void postOrder(Node node){
if(node == null)
return;
postOrder(node.left);
postOrder(node.right);
System.out.println(node.e);
}
// 二分搜索树的层序遍历
public void levelOrder(){
Queue<Node> q = new LinkedList<>();
q.add(root);
while(!q.isEmpty()){
Node cur = q.remove();
System.out.println(cur.e);
if(cur.left != null)
q.add(cur.left);
if(cur.right != null)
q.add(cur.right);
}
}
@Override
public String toString(){
StringBuilder res = new StringBuilder();
generateBSTString(root, 0, res);
return res.toString();
}
// 生成以node为根节点，深度为depth描述二叉树的字符串
private void generateBSTString(Node node, int depth, StringBuilder res){
if(node == null){
res.append(generateDepthString(depth) + "null\n");
return;
}
res.append(generateDepthString(depth) + node.e + "\n");
generateBSTString(node.left, depth +1, res);
generateBSTString(node.right, depth +1, res);
}
private String generateDepthString(int depth){
StringBuilder res = new StringBuilder();
for(int i = 0 ; i < depth; i ++)
res.append("--");
return res.toString();
}
// 寻找二分搜索树的最小元素
public E minimum(){
if(size == 0)
throw new IllegalArgumentException("BST is empty!");
return minimum(root).e;
}
// 返回以node为根的二分搜索树的最小键值所在的节点
private Node minimum(Node node){
if(node.left == null)
return node;
return minimum(node.left);
}
// 寻找二分搜索树的最大元素
public E maximum(){
if(size == 0)
throw new IllegalArgumentException("BST is empty!");
return maximum(root).e;
}
// 返回以node为根的二分搜索树的最大键值所在的节点
private Node maximum(Node node){
if(node.right == null)
return node;
return maximum(node.right);
}
// 从二分搜索树中删除最小值所在的节点，返回最小值
public E removeMin(){
E ret = minimum();
root = removeMin(root);
return ret;
}
// 删除掉以node为根的二分搜索树中的最小节点
// 返回删除节点后新的二分搜索树的根
private Node removeMin(Node node){
if(node.left == null) {
Node rightNode = node.right;
node.right = null;
size --;
return rightNode;
}
node.left = removeMin(node.left);
return node;
}
// 从二分搜索树中删除最大值所在的节点，返回最大值
public E removeMax(){
E ret = maximum();
root = removeMax(root);
return ret;
}
// 删除掉以node为根的二分搜索树中的最大节点
// 返回删除节点后新的二分搜索树的根
private Node removeMax(Node node){
if(node.right == null) {
Node leftNode = node.left;
node.left = null;
size --;
return leftNode;
}
node.right = removeMax(node.right);
return node;
}
// 从二分搜索树中删除元素为e 的节点
public void remove(E e){
root = remove(root , e);
}
// 删除以node为根的二分搜索树中值为e的节点，递归算法
// 返回删除节点后新的二分搜索树的根
private Node remove(Node node, E e){
if(node == null)
return null;
if(e.compareTo(node.e) < 0 ) {
node.left = remove(node.left, e);
return node;
}
else if(e.compareTo(node.e) > 0) {
node.right = remove(node.right, e);
return node;
}
else{ // e == node.e
if(node.left == null){
Node rightNode = node.right;
node.right = null;
size --;
return rightNode;
}
if(node.right == null){
Node leftNode = node.left;
node.left = null;
size --;
return leftNode;
}
// 待删除节点左右子树均不为空的情况
// 找到比待删除节点大的最小节点，即删除节点右子树的最小节点
// 用这个节点顶替待删除节点的位置
Node successor = minimum(node.right);
successor.right = removeMin(node.right);
successor.left = node.left;
node.left = node.right = null;
return successor;
}
}
}
```
## Main.java(测试用例)
```java
import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
BST<Integer> bst = new BST<>();
int n = 1000;
Random random = new Random();
for(int i = 0 ; i < n ; i ++)
bst.add(random.nextInt(10000));
ArrayList<Integer> nums = new ArrayList<>();
while(!bst.isEmpty())
nums.add(bst.removeMax());
System.out.println(nums);
for(int i = 1 ; i < nums.size() ; i ++)
if(nums.get(i-1) < nums.get(i))
throw new IllegalArgumentException("Error");
System.out.println("RemoveMax test completed");
// bst.preOrder();
// System.out.println();
//
// bst.preOrderNR();
// bst.levelOrder();
//
// bst.inOrder();
// System.out.println();
// bst.postOrder();
// System.out.println();
//
// System.out.println(bst);
}
}
```
页:
[1]