Java代码实现构造一颗三叉链表表示的二叉树,实现插入结点,实现采用先根、中根、后根、层次算法遍历二叉树,输出二叉树结点值

时间: 2024-01-28 17:03:43 浏览: 69
以下是Java代码实现构造一颗三叉链表表示的二叉树,实现插入结点,实现采用先根、中根、后根、层次算法遍历二叉树,输出二叉树结点值的实现: ```java // 三叉链表表示的二叉树结点类 class TreeNode { int val; TreeNode left; TreeNode right; TreeNode parent; public TreeNode(int val) { this.val = val; this.left = null; this.right = null; this.parent = null; } } // 三叉链表表示的二叉树类 class BinaryTree { TreeNode root; // 插入结点 public void insert(int val) { TreeNode node = new TreeNode(val); if (root == null) { root = node; } else { TreeNode parent = null; TreeNode current = root; while (current != null) { parent = current; if (val < current.val) { current = current.left; } else { current = current.right; } } if (val < parent.val) { parent.left = node; node.parent = parent; } else { parent.right = node; node.parent = parent; } } } // 先根遍历 public void preOrder(TreeNode node) { if (node != null) { System.out.print(node.val + " "); preOrder(node.left); preOrder(node.right); } } // 中根遍历 public void inOrder(TreeNode node) { if (node != null) { inOrder(node.left); System.out.print(node.val + " "); inOrder(node.right); } } // 后根遍历 public void postOrder(TreeNode node) { if (node != null) { postOrder(node.left); postOrder(node.right); System.out.print(node.val + " "); } } // 层次遍历 public void levelOrder(TreeNode root) { Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>(); if (root != null) { queue.offer(root); } while (!queue.isEmpty()) { TreeNode node = queue.poll(); System.out.print(node.val + " "); if (node.left != null) { queue.offer(node.left); } if (node.right != null) { queue.offer(node.right); } } } } // 测试代码 public class Main { public static void main(String[] args) { BinaryTree tree = new BinaryTree(); tree.insert(5); tree.insert(3); tree.insert(7); tree.insert(2); tree.insert(4); tree.insert(6); tree.insert(8); System.out.println("先根遍历:"); tree.preOrder(tree.root); System.out.println(); System.out.println("中根遍历:"); tree.inOrder(tree.root); System.out.println(); System.out.println("后根遍历:"); tree.postOrder(tree.root); System.out.println(); System.out.println("层次遍历:"); tree.levelOrder(tree.root); System.out.println(); } } ``` 输出结果为: ``` 先根遍历: 5 3 2 4 7 6 8 中根遍历: 2 3 4 5 6 7 8 后根遍历: 2 4 3 6 8 7 5 层次遍历: 5 3 7 2 4 6 8 ```
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true : false; } //判断是否有左孩子(为使代码描述简洁) public boolean hasLChild() { return null != lChild; } //返回当前节点的左孩子 public BinTreePosition getLChild() { return lChild; } //设置当前节点的左孩子(注意:this.lChild和c.parent都不一定为空) public void setLChild(BinTreePosition c) { lChild = c; } //判断是否为右孩子(为使代码描述简洁) //若当前节点有父亲,而且是右孩子,则返回true;否则,返回false public boolean isRChild() { return (hasParent() && this == getParent().getRChild()) ? true : false; } //判断是否有右孩子(为使代码描述简洁) public boolean hasRChild() { return null != rChild; } //返回当前节点的右孩子 public BinTreePosition getRChild() { return rChild; } //设置当前节点的右孩子(注意:this.rChild和c.parent都不一定为空) public void setRChild(BinTreePosition c) { rChild = c; } //返回当前节点后代元素的数目 public int getSize() { return size; } //在孩子发生变化后,更新当前节点及其祖先的规模 public void updateSize() { size = 1;//当前节点 if (hasLChild()) size += getLChild().getSize();//左子树的规模 if (hasRChild()) size += getRChild().getSize();//右子树的规模 if (hasParent()) getParent().updateSize();//递归更新各个真祖先的规模记录 } //返回当前节点的高度 public int getHeight() { return height; } //在孩子发生变化后,更新当前节点及其祖先的高度 public void updateHeight() { height = 0;//先假设没有左、右孩子 if (hasLChild()) height = Math.max(height, 1+getLChild().getHeight());//左孩子 if (hasRChild()) height = Math.max(height, 1+getRChild().getHeight());//右孩子 if (hasParent()) getParent().updateHeight();//递归更新各个真祖先的高度记录 } //返回当前节点的深度 public int getDepth() { return depth; } //在父亲发生变化后,更新当前节点及其后代的深度 public void updateDepth() { depth = hasParent() ? 1+getParent().getDepth() : 0;//当前节点 if (hasLChild()) getLChild().updateDepth();//沿孩子引用逐层向下, if (hasRChild()) getRChild().updateDepth();//递归地更新所有后代的深度记录 } //按照中序遍历的次序,找到当前节点的直接前驱 public BinTreePosition getPrev() { //若左子树非空,则其中的最大者即为当前节点的直接前驱 if (hasLChild()) return findMaxDescendant(getLChild()); //至此,当前节点没有左孩子 if (isRChild()) return getParent();//若当前节点是右孩子,则父亲即为其直接前驱 //至此,当前节点没有左孩子,而且是左孩子 BinTreePosition v = this;//从当前节点出发 while (v.isLChild()) v = v.getParent();//沿左孩子链一直上升 //至此,v或者没有父亲,或者是父亲的右孩子 return v.getParent(); } //按照中序遍历的次序,找到当前节点的直接后继 public BinTreePosition getSucc() { //若右子树非空,则其中的最小者即为当前节点的直接后继 if (hasRChild()) return findMinDescendant(getRChild()); //至此,当前节点没有右孩子 if (isLChild()) return getParent();//若当前节点是左孩子,则父亲即为其直接后继 //至此,当前节点没有右孩子,而且是右孩子 BinTreePosition v = this;//从当前节点出发 while (v.isRChild()) v = v.getParent();//沿右孩子链一直上升 //至此,v或者没有父亲,或者是父亲的左孩子 return v.getParent(); } //断绝当前节点与其父亲的父子关系 //返回当前节点 public BinTreePosition secede() { if (null != parent) { if (isLChild()) parent.setLChild(null);//切断父亲指向当前节点的引用 else parent.setRChild(null); parent.updateSize();//更新当前节点及其祖先的规模 parent.updateHeight();//更新当前节点及其祖先的高度 parent = null;//切断当前节点指向原父亲的引用 updateDepth();//更新节点及其后代节点的深度 } return this;//返回当前节点 } //将节点c作为当前节点的左孩子 public BinTreePosition attachL(BinTreePosition c) { if (hasLChild()) getLChild().secede();//摘除当前节点原先的左孩子 if (null != c) { c.secede();//c脱离原父亲 lChild = c; c.setParent(this);//确立新的父子关系 updateSize();//更新当前节点及其祖先的规模 updateHeight();//更新当前节点及其祖先的高度 c.updateDepth();//更新c及其后代节点的深度 } return this; } //将节点c作为当前节点的右孩子 public BinTreePosition attachR(BinTreePosition c) { if (hasRChild()) getRChild().secede();//摘除当前节点原先的右孩子 if (null != c) { c.secede();//c脱离原父亲 rChild = c; c.setParent(this);//确立新的父子关系 updateSize();//更新当前节点及其祖先的规模 updateHeight();//更新当前节点及其祖先的高度 c.updateDepth();//更新c及其后代节点的深度 } return this; } //前序遍历 public Iterator elementsPreorder() { List list = new List_DLNode(); preorder(list, this); return list.elements(); } //中序遍历 public Iterator elementsInorder() { List list = new List_DLNode(); inorder(list, this); return list.elements(); } //后序遍历 public Iterator elementsPostorder() { List list = new List_DLNode(); postorder(list, this); return list.elements(); } //层次遍历 public Iterator elementsLevelorder() { List list = new List_DLNode(); levelorder(list, this); return list.elements(); } /**************************** 辅助方法 ****************************/ //在v的后代中,找出最小者 protected static BinTreePosition findMinDescendant(BinTreePosition v) { if (null != v) while (v.hasLChild()) v = v.getLChild();//从v出发,沿左孩子链一直下降 //至此,v或者为空,或者没有左孩子 return v; } //在v的后代中,找出最大者 protected static BinTreePosition findMaxDescendant(BinTreePosition v) { if (null != v) while (v.hasRChild()) v = v.getRChild();//从v出发,沿右孩子链一直下降 //至此,v或者为空,或者没有右孩子 return v; } //前序遍历以v为根节的(子)树 protected static void preorder(List list, BinTreePosition v) { if (null == v) return;//递归基:空树 list.insertLast(v);//访问v preorder(list, v.getLChild());//遍历左子树 preorder(list, v.getRChild());//遍历右子树 } //中序遍历以v为根节的(子)树 protected static void inorder(List list, BinTreePosition v) { if (null == v) return;//递归基:空树 inorder(list, v.getLChild());//遍历左子树 list.insertLast(v);//访问v inorder(list, v.getRChild());//遍历右子树 } //后序遍历以v为根节的(子)树 protected static void postorder(List list, BinTreePosition v) { if (null == v) return;//递归基:空树 postorder(list, v.getLChild());//遍历左子树 postorder(list, v.getRChild());//遍历右子树 list.insertLast(v);//访问v } //层次遍历以v为根节的(子)树 protected static void levelorder(List list, BinTreePosition v) { Queue_List Q = new Queue_List();//空队 Q.enqueue(v);//根节点入队 while (!Q.isEmpty()) { BinTreePosition u = (BinTreePosition) Q.dequeue();//出队 list.insertLast(u);//访问v if (u.hasLChild()) Q.enqueue(u.getLChild()); if (u.hasRChild()) Q.enqueue(u.getRChild()); } } }

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