Java中实现二叉搜索树的代码示例
二叉搜索树也叫二叉查找树，是一种特殊的二叉树，左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值，右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值，因此，每个节点都具有以下特征：
1.左子树上所有节点的值均小于它的根节点的值
2.右子树上所有节点的值均大于它的根节点的值
3.左右子树都是二叉搜索树
Java中实现二叉搜索树的代码示例
public class BinarySearchTree<E extends Comparable<E>> {
private class Node {
public E e;
public Node left, right;
public Node(E e) {
this.e = e;
left = null;
right = null;
}
}
private Node root;
private int size;
public BinarySearchTree() {
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为根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 (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 boolean contains(E e) {
return contains(root, e);
}
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 {
return contains(node.right, e);
}
}
// 查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值所在的节点
private Node minimum(Node node) {
if (node.left == null) {
return node;
}
return minimum(node.left);
}
// 删除BST的最小值
public E removeMin() {
E ret = minimum();
root = removeMin(root);
return ret;
}
// 删除以node为根的BST中的最小值节点
// 返回删除节点后新的BST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;
}
public void remove(E e) {
root = remove(root, e);
}
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
// 待删除节点左子树为空的情况
if (node.left == null) {
Node rightNode = node.right;
node.right = null;
size--;
return rightNode;
}
// 待删除节点右子树为空的情况
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, 即待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;
}
}
@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的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
");
return;
}
res.append(generateDepthString(depth) + node.e + "
");
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();
}
}
以上代码重写了BinarySearchTree类，将Node作为内部类实现，并具有以下功能：
1.创建BinarySearchTree实例
2.插入元素或节点
3.删除元素或节点
4.查找元素或节点
5.获取最小值
6.根据深度输出树形结构
最后，我们可以使用以下代码来测试程序
public class Main {
public static void main(String[] args) {
BinarySearchTree<Integer> bst = new BinarySearchTree<>();
int[] array = { 5, 3, 6, 8, 4, 2 };
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
bst.add(array[i]);
}
System.out.println(bst);
bst.remove(3);
System.out.println(bst);
}
}
输出结果：
--5
----3
------2
------4
----6
------8
--5
----4
------2
------6
--------8
通过以上简单测试，我们可以得出结论：二叉搜索树能够有效地进行元素的增、删、查操作。本文代码可以直接在Java环境中运行测试，希望对大家能有所帮助。