java郑老师 树形

在Java中，树形结构是一种常见的数据结构，用于表示具有层次关系的数据。树形结构由节点（Node）组成，每个节点可以有零个或多个子节点，但只能有一个父节点（根节点除外）。树形结构在计算机科学中有广泛的应用，如文件系统的目录结构、组织结构图、数据库索引等。

### 树形结构的基本概念

1. **节点（Node）**：树形结构的基本单位，包含数据和指向子节点的引用。
2. **根节点（Root）**：树的顶层节点，没有父节点。
3. **子节点（Child）**：一个节点的直接下级节点。
4. **父节点（Parent）**：一个节点的直接上级节点。
5. **叶子节点（Leaf）**：没有子节点的节点。
6. **子树（Subtree）**：一个节点及其所有后代节点组成的树。

### 树形结构的实现

在Java中，树形结构可以通过类来表示。以下是一个简单的树形结构实现示例：

class TreeNode {
    int data;
    List<TreeNode> children;

    public TreeNode(int data) {
        this.data = data;
        children = new ArrayList<>();
    }

    public void addChild(TreeNode child) {
        children.add(child);
    }

    public void removeChild(TreeNode child) {
        children.remove(child);
    }

    public List<TreeNode> getChildren() {
        return children;
    }
}

public class Tree {
    private TreeNode root;

    public Tree(int rootData) {
        root = new TreeNode(rootData);
    }

    public TreeNode getRoot() {
        return root;
    }

    public void addNode(int parentData, int childData) {
        TreeNode parent = findNode(root, parentData);
        if (parent != null) {
            parent.addChild(new TreeNode(childData));
        }
    }

    private TreeNode findNode(TreeNode node, int data) {
        if (node.data == data) {
            return node;
        }
        for (TreeNode child : node.getChildren()) {
            TreeNode result = findNode(child, data);
            if (result != null) {
                return result;
            }
        }
        return null;
    }
}

### 使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Tree tree = new Tree(1);
        tree.addNode(1, 2);
        tree.addNode(1, 3);
        tree.addNode(2, 4);
        tree.addNode(2, 5);

        printTree(tree.getRoot(), 0);
    }

    private static void printTree(TreeNode node, int level) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < level; i++) {
            System.out.print("  ");
        }
        System.out.println(node.data);
        for (TreeNode child : node.getChildren()) {
            printTree(child, level + 1);
        }
    }
}

### 总结

树形结构在Java中可以通过类和对象来实现，提供了灵活的方式来处理具有层次关系的数据。通过递归算法，可以方便地对树形结构进行遍历和操作。