使用Java怎么實(shí)現(xiàn)一個(gè)二叉搜索樹?相信很多沒有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無策,為此本文總結(jié)了問題出現(xiàn)的原因和解決方法,通過這篇文章希望你能解決這個(gè)問題。
1 樹
樹(Tree)是n(n>=0)
個(gè)節(jié)點(diǎn)的有限集。n=0
時(shí)稱為空樹。在任意一顆非空樹中:
(1)有且僅有一個(gè)特定的稱為根(Root)的節(jié)點(diǎn);
(2)當(dāng)n>
1時(shí),其余節(jié)點(diǎn)可分為m(m>0)
個(gè)互不相交的有限集T1、T2、......、Tn
,其中每一個(gè)集合本身又是一棵樹,并且稱為根的子樹。
此外,樹的定義還需要強(qiáng)調(diào)以下兩點(diǎn):
(3)n>0
時(shí)根節(jié)點(diǎn)是唯一的,不可能存在多個(gè)根節(jié)點(diǎn),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的樹只能有一個(gè)根節(jié)點(diǎn)。
(4)m>0
時(shí),子樹的個(gè)數(shù)沒有限制,但它們一定是互不相交的。
下圖為一棵有10個(gè)節(jié)點(diǎn)的一般樹的結(jié)構(gòu):
由樹的定義可以看出,樹的定義使用了遞歸的方式。遞歸在樹的學(xué)習(xí)過程中起著重要作用。
二叉樹是n(n>=0)
個(gè)節(jié)點(diǎn)的有限集合,該集合或者為空集(稱為空二叉樹),或者由一個(gè)根節(jié)點(diǎn)和兩棵互不相交的、分別稱為根節(jié)點(diǎn)的左子樹和右子樹組成。
圖2.1展示了一棵一般二叉樹結(jié)構(gòu):
由二叉樹定義以及圖示分析得出二叉樹有以下特點(diǎn):
(1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多有兩顆子樹,所以二叉樹中不存在度大于2的節(jié)點(diǎn)。
(2)左子樹和右子樹是有順序的,次序不能任意顛倒。
(3)即使樹中某節(jié)點(diǎn)只有一棵子樹,也要區(qū)分它是左子樹還是右子樹。
二叉樹是動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
可以用一下代碼來表示一個(gè)樹節(jié)點(diǎn):
class Node<E>{ E e; Node left; Node right; }
1.二叉樹具有天然的遞歸結(jié)構(gòu)
這是由于,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的左子樹與右子樹都是二叉樹(有的情況下),如圖:
類型2:
類型3:
類型4:
類型5:
二叉查找樹(Binary Search Tree),也稱有序二叉樹(ordered binary tree)、排序二叉樹(sorted binary tree),是指一棵空樹或者具有下列性質(zhì)的二叉樹:
1.若任意節(jié)點(diǎn)的左子樹不空,則左子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均小于它的根結(jié)點(diǎn)的值;
2.任意節(jié)點(diǎn)的右子樹不空,則右子樹上所有結(jié)點(diǎn)的值均大于它的根結(jié)點(diǎn)的值;
3.任意節(jié)點(diǎn)的左、右子樹也分別為二叉查找樹。
4.沒有鍵值相等的節(jié)點(diǎn)(no duplicate nodes)。
因此使用二叉樹存儲(chǔ)的元素必須有可比性。
二叉查找樹本質(zhì)上是一種二叉樹,所以上章講的二叉樹的性質(zhì)他都有。
二叉排序樹的查找過程和次優(yōu)二叉樹類似,通常采取二叉鏈表作為二叉排序樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。中序遍歷二叉排序樹可得到一個(gè)關(guān)鍵字的有序序列,一個(gè)無序序列可以通過構(gòu)造一棵二叉排序樹變成一個(gè)有序序列,構(gòu)造樹的過程即為對(duì)無序序列進(jìn)行排序的過程。每次插入的新的結(jié)點(diǎn)都是二叉排序樹上新的葉子結(jié)點(diǎn),在進(jìn)行插入操作時(shí),不必移動(dòng)其它結(jié)點(diǎn),只需改動(dòng)某個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針,由空變?yōu)榉强占纯伞K阉?插入,刪除的復(fù)雜度等于樹高,O(log(n))
,后續(xù)逐一進(jìn)行學(xué)習(xí)。
由于使用二叉樹存儲(chǔ)的元素必須有可比性,因此在實(shí)現(xiàn)時(shí)需要BST類繼承Comparable。
package BST; public class BST<E extends Comparable<E>> { //定義樹節(jié)點(diǎn) private class Node { public E e; public Node left, right; public Node(E e) { this.e = e; left = null; right = null; } } private Node root;//根節(jié)點(diǎn) private int size; public BST() { root = null; size = 0; } //二分搜索樹存儲(chǔ)元素個(gè)數(shù) public int size() { return size; } //二分搜索樹存儲(chǔ)元素是否為空 public boolean isEmpty() { return size == 0; } }
看完上述內(nèi)容,你們掌握使用Java怎么實(shí)現(xiàn)一個(gè)二叉搜索樹的方法了嗎?如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容,歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站建設(shè)公司行業(yè)資訊頻道,感謝各位的閱讀!
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