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krahets 2f8829d3f6 Add section of binary search tree.
Make all table align center.
2022-11-15 04:55:19 +08:00

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4.8 KiB
Java

package chapter_tree;
import java.util.*;
import include.*;
class BinarySearchTree {
private TreeNode root;
public BinarySearchTree(int[] nums) {
Arrays.sort(nums); // 排序数组
root = buildTree(nums, 0, nums.length - 1); // 构建二叉搜索树
}
/* 获取二叉树根结点 */
public TreeNode getRoot() {
return root;
}
/* 构建二叉搜索树 */
public TreeNode buildTree(int[] nums, int i, int j) {
if (i > j) return null;
// 将数组中间结点作为根结点
int mid = (i + j) / 2;
TreeNode root = new TreeNode(nums[mid]);
// 递归建立左子树和右子树
root.left = buildTree(nums, i, mid - 1);
root.right = buildTree(nums, mid + 1, j);
return root;
}
/* 查找结点 */
public TreeNode search(int num) {
TreeNode cur = root;
// 循环查找,越过叶结点后跳出
while (cur != null) {
// 目标结点在 root 的右子树中
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// 目标结点在 root 的左子树中
else if (cur.val > num) cur = cur.left;
// 找到目标结点,跳出循环
else break;
}
// 返回目标结点
return cur;
}
/* 插入结点 */
public TreeNode insert(int num) {
// 若树为空,直接提前返回
if (root == null) return null;
TreeNode cur = root, pre = null;
// 循环查找,越过叶结点后跳出
while (cur != null) {
// 找到重复结点,直接返回
if (cur.val == num) return null;
pre = cur;
// 插入位置在 root 的右子树中
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// 插入位置在 root 的左子树中
else cur = cur.left;
}
// 插入结点 val
TreeNode node = new TreeNode(num);
if (pre.val < num) pre.right = node;
else pre.left = node;
return node;
}
/* 删除结点 */
public TreeNode remove(int num) {
// 若树为空,直接提前返回
if (root == null) return null;
TreeNode cur = root, pre = null;
// 循环查找,越过叶结点后跳出
while (cur != null) {
// 找到待删除结点,跳出循环
if (cur.val == num) break;
pre = cur;
// 待删除结点在 root 的右子树中
if (cur.val < num) cur = cur.right;
// 待删除结点在 root 的左子树中
else cur = cur.left;
}
// 若无待删除结点,则直接返回
if (cur == null) return null;
// 子结点数量 = 0 or 1
if (cur.left == null || cur.right == null) {
// 当子结点数量 = 0 / 1 时, child = null / 该子结点
TreeNode child = cur.left != null ? cur.left : cur.right;
// 删除结点 cur
if (pre.left == cur) pre.left = child;
else pre.right = child;
}
// 子结点数量 = 2
else {
// 获取中序遍历中 cur 的下一个结点
TreeNode nex = min(cur.right);
int tmp = nex.val;
// 递归删除结点 nex
remove(nex.val);
// 将 nex 的值复制给 cur
cur.val = tmp;
}
return cur;
}
/* 获取最小结点 */
public TreeNode min(TreeNode root) {
if (root == null) return root;
// 循环访问左子结点,直到叶结点时为最小结点,跳出
while (root.left != null) {
root = root.left;
}
return root;
}
}
public class binary_search_tree {
public static void main(String[] args) {
/* 初始化二叉搜索树 */
int[] nums = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 };
BinarySearchTree bst = new BinarySearchTree(nums);
System.out.println("\n初始化的二叉树为\n");
PrintUtil.printTree(bst.getRoot());
/* 查找结点 */
TreeNode node = bst.search(5);
System.out.println("\n查找到的结点对象为 " + node + ",结点值 = " + node.val);
/* 插入结点 */
node = bst.insert(16);
System.out.println("\n插入结点 16 后,二叉树为\n");
PrintUtil.printTree(bst.getRoot());
/* 删除结点 */
bst.remove(1);
System.out.println("\n删除结点 1 后,二叉树为\n");
PrintUtil.printTree(bst.getRoot());
bst.remove(2);
System.out.println("\n删除结点 2 后,二叉树为\n");
PrintUtil.printTree(bst.getRoot());
bst.remove(4);
System.out.println("\n删除结点 4 后,二叉树为\n");
PrintUtil.printTree(bst.getRoot());
}
}