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树是我们计算机中非常重要的一种数据结构,同时使用树这种数据结构,可以描述现实生活中的很多事物,例如家 谱、单位的组织架构、等等。
树是由n(n>=1)个有限结点组成一个具有层次关系的集合。把它叫做“树”是因为它看起来像一棵倒挂的树,也就 是说它是根朝上,而叶朝下的。
树具有以下特点:
1.每个结点有零个或多个子结点;
2.没有父结点的结点为根结点;
3.每一个非根结点只有一个父结点;
4.每个结点及其后代结点整体上可以看做是一棵树,称为当前结点的父结点的一个子树;
结点的度:
一个结点含有的子树的个数称为该结点的度;
叶结点:
度为0的结点称为叶结点,也可以叫做终端结点
分支结点:
度不为0的结点称为分支结点,也可以叫做非终端结点
结点的层次:
从根结点开始,根结点的层次为1,根的直接后继层次为2,以此类推
结点的层序编号:
将树中的结点,按照从上层到下层,同层从左到右的次序排成一个线性序列,把他们编成连续的自然数。
树的度:
树中所有结点的度的最大值
树的高度(深度):
树中结点的最大层次
森林:
m(m>=0)个互不相交的树的集合,将一颗非空树的根结点删去,树就变成一个森林;给森林增加一个统一的根 结点,森林就变成一棵树
结点类API设计:
类名 Node
构造方法 Node(Key key, Value value, Node left, Node right):创建Node对象
成员变量 1.public Node left:记录左子结点
2.public Node right:记录右子结点
3.public Key key:存储键
4.public Value value:存储值
代码实现:
private class Node{//存储键public Key key;//存储值private Value value;//记录左子结点public Node left;//记录右子结点public Node right;public Node(Key key, Value value, Node left, Node right) {this.key = key;this.value = value;this.left = left;this.right = right;}
}
二叉查找树API设计:
类名 BinaryTree,Value value>
构造方法 BinaryTree():创建BinaryTree对象
成员变量 1.private Node root:记录根结点
2.private int N:记录树中元素的个数
成员方法 1. public void put(Key key,Value value):向树中插入一个键值对
2.private Node put(Node x, Key key, Value val):给指定树x上,添加键一个键值对,并返回添 加后的新树
3.public Value get(Key key):根据key,从树中找出对应的值
4.private Value get(Node x, Key key):从指定的树x中,找出key对应的值 5.public void delete(Key key):根据key,删除树中对应的键值对
6.private Node delete(Node x, Key key):删除指定树x上的键为key的键值对,并返回删除后的新树
7.public int size():获取树中元素的个数
二叉查找树实现:
package BinaryTree;public class BinaryTree, Value> {//记录根结点private Node root;//记录树中元素的个数private int N;//获取树中元素的个数public int size() {return N;}//向树中添加元素key-valuepublic void put(Key key, Value value) {root = put(root, key, value);}//向指定的树x中添加key-value,并返回添加元素后新的树private Node put(Node x, Key key, Value value) {//当跟结点为空if (x == null) {//个数+1N++;return new Node(key, value, null, null);}//比较数int cmp = key.compareTo(x.key);if (cmp > 0) {//新结点的key大于当前结点的key,继续找当前结点的右子结点x.right = put(x.right, key, value);} else if (cmp < 0) {//新结点的key小于当前结点的key,继续找当前结点的左子结点x.left = put(x.left, key, value);} else {//新结点的key等于当前结点的key,把当前结点的value进行替换x.value = value;}return x;}//查询树中指定key对应的valuepublic Value get(Key key) {return get(root, key);}//从指定的树x中,查找key对应的值public Value get(Node x, Key key) {if (x == null) {return null;}int cmp = key.compareTo(x.key);if (cmp > 0) {//如果要查询的key大于当前结点的key,则继续找当前结点的右子结点;return get(x.right, key);} else if (cmp < 0) {//如果要查询的key小于当前结点的key,则继续找当前结点的左子结点;return get(x.left, key);}else {//如果要查询的key等于当前结点的key,则树中返回当前结点的value。return x.value;}}//删除树中key对应的valuepublic void delete(Key key) {root = delete(root, key);}//删除指定树x中的key对应的value,并返回删除后的新树public Node delete(Node x, Key key) {if (x == null) {return null;}int cmp = key.compareTo(x.key);if (cmp > 0) {//新结点的key大于当前结点的key,继续找当前结点的右子结点x.right = delete(x.right, key);} else if (cmp < 0) {//新结点的key小于当前结点的key,继续找当前结点的左子结点x.left = delete(x.left, key);} else {//新结点的key等于当前结点的key,当前x就是要删除的结点//1.如果当前结点的右子树不存在,则直接返回当前结点的左子结点if (x.right == null) {return x.left;}//2.如果当前结点的左子树不存在,则直接返回当前结点的右子结点if (x.left == null) {return x.right;}//3.当前结点的左右子树都存在//3.1找到右子树中最小的结点Node minNode = x.right;while (minNode.left != null) {minNode = minNode.left;}//3.2删除右子树中最小的结点Node n = x.right;while (n.left != null) {if (n.left.left == null) {n.left = null;} else {n = n.left;}}//3.3让被删除结点的左子树称为最小结点minNode的左子树,让被删除结点的右子树称为最小结点minNode的右子树minNode.left = x.left;minNode.right = x.right;//3.4让被删除结点的父节点指向最小结点minNodex = minNode;//个数-1N--;}return x;}private class Node {//存储键public Key key;//存储值private Value value;//记录左子结点public Node left;//记录右子结点public Node right;public Node(Key key, Value value, Node left, Node right) {this.key = key;this.value = value;this.left = left;this.right = right;}}
}
提示:这里对文章进行总结: