java二叉查找樹的實現(xiàn)代碼
更新時間:2017年08月10日 11:51:37 作者:evasean
這篇文章主要為大家詳細介紹了java二叉查找樹的實現(xiàn)代碼,具有一定的參考價值,感興趣的小伙伴們可以參考一下
本文實例為大家分享了java二叉查找樹的具體代碼,供大家參考,具體內(nèi)容如下
package 查找;
import edu.princeton.cs.algs4.Queue;
import edu.princeton.cs.algs4.StdOut;
public class BST<Key extends Comparable<Key>, Value> {
private class Node {
private Key key; // 鍵
private Value value;// 值
private Node left, right; // 指向子樹的鏈接
private int n; // 以該節(jié)點為根的子樹中的節(jié)點總數(shù)
public Node(Key key, Value val, int n) {
this.key = key;
this.value = val;
this.n = n;
}
}
private Node root;
public int size() {
return size(root);
}
private int size(Node x) {
if (x == null)
return 0;
else
return x.n;
}
/**
* 如果樹是空的,則查找未命中 如果被查找的鍵小于根節(jié)點,則在左子樹中繼續(xù)查找 如果被查找的鍵大于根節(jié)點,則在右子樹中繼續(xù)查找
* 如果被查找的鍵和根節(jié)點的鍵相等,查找命中
*
* @param key
* @return
*/
public Value get(Key key) {
return get(root, key);
}
private Value get(Node x, Key key) {
if (x == null)
return null;
int cmp = key.compareTo(x.key);
if (cmp < 0)
return get(x.left, key);
else if (cmp > 0)
return get(x.right, key);
else
return x.value;
}
/**
* 二叉查找樹的一個很重要的特性就是插入的實現(xiàn)難度和查找差不多。 當(dāng)查找到一個不存在與樹中的節(jié)點(null)時,new 新節(jié)點,并將上一路徑指向該節(jié)點
*
* @param key
* @param val
*/
public void put(Key key, Value val) {
root = put(root, key, val);
}
private Node put(Node x, Key key, Value val) {
if (x == null)
return new Node(key, val, 1);
int cmp = key.compareTo(x.key);
if (cmp < 0)
x.left = put(x.left, key, val);
else if (cmp > 0)
x.right = put(x.right, key, val);
else
x.value = val;
x.n = size(x.left) + size(x.right); // 要及時更新節(jié)點的子樹數(shù)量
return x;
}
public Key min() {
return min(root).key;
}
private Node min(Node x) {
if (x.left == null)
return x;
return min(x.left);
}
public Key max() {
return max(root).key;
}
private Node max(Node x) {
if (x.right == null)
return x;
return min(x.right);
}
/**
* 向下取整:找出小于等于該鍵的最大鍵
*
* @param key
* @return
*/
public Key floor(Key key) {
Node x = floor(root, key);
if (x == null)
return null;
else
return x.key;
}
/**
* 如果給定的鍵key小于二叉查找樹的根節(jié)點的鍵,那么小于等于key的最大鍵一定出現(xiàn)在根節(jié)點的左子樹中
* 如果給定的鍵key大于二叉查找樹的根節(jié)點,那么只有當(dāng)根節(jié)點右子樹中存在大于等于key的節(jié)點時,
* 小于等于key的最大鍵才會出現(xiàn)在右子樹中,否則根節(jié)點就是小于等于key的最大鍵
*
* @param x
* @param key
* @return
*/
private Node floor(Node x, Key key) {
if (x == null)
return null;
int cmp = key.compareTo(x.key);
if (cmp == 0)
return x;
else if (cmp < 0)
return floor(x.left, key);
else {
Node t = floor(x.right, key);
if (t == null)
return x;
else
return t;
}
}
/**
* 向上取整:找出大于等于該鍵的最小鍵
*
* @param key
* @return
*/
public Key ceiling(Key key) {
Node x = ceiling(root, key);
if (x == null)
return null;
else
return x.key;
}
/**
* 如果給定的鍵key大于二叉查找樹的根節(jié)點的鍵,那么大于等于key的最小鍵一定出現(xiàn)在根節(jié)點的右子樹中
* 如果給定的鍵key小于二叉查找樹的根節(jié)點,那么只有當(dāng)根節(jié)點左子樹中存在大于等于key的節(jié)點時,
* 大于等于key的最小鍵才會出現(xiàn)在左子樹中,否則根節(jié)點就是大于等于key的最小鍵
*
* @param x
* @param key
* @return
*/
private Node ceiling(Node x, Key key) {
if (x == null)
return null;
int cmp = key.compareTo(x.key);
if (cmp == 0)
return x;
else if (cmp > 0) {
return ceiling(x.right, key);
} else {
Node t = floor(x.left, key);
if (t == null)
return x;
else
return t;
}
}
/**
* 選擇排名為k的節(jié)點
*
* @param k
* @return
*/
public Key select(int k) {
return select(root, k).key;
}
private Node select(Node x, int k) {
if (x == null)
return null;
int t = size(x.left);
if (t > k)
return select(x.left, k);
else if (t < k)
return select(x.right, k - t - 1);// 根節(jié)點也要排除掉
else
return x;
}
/**
* 查找給定鍵值的排名
*
* @param key
* @return
*/
public int rank(Key key) {
return rank(key, root);
}
private int rank(Key key, Node x) {
if (x == null)
return 0;
int cmp = key.compareTo(x.key);
if (cmp < 0)
return rank(key, x.left);
else if (cmp > 0)
return 1 + size(x.left) + rank(key, x.right);
else
return size(x.left);
}
/**
* 刪除最小鍵值對
*/
public void deleteMin(){
root = deleteMin(root);
}
/**
* 不斷深入根節(jié)點的左子樹直到遇見一個空鏈接,然后將指向該節(jié)點的鏈接指向該結(jié)點的右子樹
* 此時已經(jīng)沒有任何鏈接指向要被刪除的結(jié)點,因此它會被垃圾收集器清理掉
* @param x
* @return
*/
private Node deleteMin(Node x){
if(x.left == null) return x.right;
x.left = deleteMin(x.left);
x.n = size(x.left)+size(x.right) + 1;
return x;
}
public void deleteMax(){
root = deleteMax(root);
}
private Node deleteMax(Node x){
if(x.right == null ) return x.left;
x.right = deleteMax(x.right);
x.n = size(x.left)+size(x.right) + 1;
return x;
}
public void delete(Key key){
root = delete(root,key);
}
private Node delete(Node x, Key key){
if(x == null) return null;
int cmp = key.compareTo(x.key);
if(cmp < 0) x.left = delete(x.left,key);
else if(cmp > 0) x.right = delete(x.right,key);
else{
if(x.right == null) return x.left;
if(x.left == null ) return x.right;
/**
* 如果被刪除節(jié)點有兩個子樹,將被刪除節(jié)點暫記為t
* 從t的右子樹中選取最小的節(jié)點x,將這個節(jié)點x的左子樹設(shè)為t的左子樹
* 這個節(jié)點x的右子樹設(shè)為t的右子樹中刪除了最小節(jié)點的子樹,這樣就成功替換了t的位置
*/
Node t = x;
x = min(t.right);
x.left = t.left;
x.right = deleteMin(t.right);
}
x.n = size(x.left) + size(x.right) +1;
return x;
}
public void print(){
print(root);
}
private void print(Node x){
if(x == null ) return;
print(x.left);
StdOut.println(x.key);
print(x.right);
}
public Iterable<Key> keys(){
return keys(min(),max());
}
public Iterable<Key> keys(Key lo, Key hi){
Queue<Key> queue = new Queue<Key>();
keys(root, queue, lo, hi);
return queue;
}
private void keys(Node x, Queue<Key> queue, Key lo, Key hi){
if(x == null) return;
int cmplo = lo.compareTo(x.key);
int cmphi = lo.compareTo(x.key);
if(cmplo < 0 ) keys(x.left,queue,lo,hi);
if(cmplo <= 0 && cmphi >= 0) queue.enqueue(x.key);
if(cmphi > 0 ) keys(x.right,queue,lo,hi);
}
}
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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