这篇文章主要介绍java数据结构之树的示例分析,文中介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们一定要看完!
树定义和基本术语
定义
树(Tree)是n(n≥0)个结点的有限集T,并且当n>0时满足下列条件:
(1)有且仅有一个特定的称为根(Root)的结点;
(2)当n>1时,其余结点可以划分为m(m>0)个互不相交的有限集T1、T2、…、Tm,每个集Ti(1≤i≤m)均为树,且称为树T的子树(SubTree)。
特别地,不含任何结点(即n=0)的树,称为空树。
如下就是一棵树的结构:
基本术语
结点:存储数据元素和指向子树的链接,由数据元素和构造数据元素之间关系的引用组成。
孩子结点:树中一个结点的子树的根结点称为这个结点的孩子结点,如图1中的A的孩子结点有B、C、D
双亲结点:树中某个结点有孩子结点(即该结点的度不为0),该结点称为它孩子结点的双亲结点,也叫前驱结点。双亲结点和孩子结点是相互的,如图1中,A的孩子结点是B、C、D,B、C、D的双亲结点是A。
兄弟结点:具有相同双亲结点(即同一个前驱)的结点称为兄弟结点,如图1中B、B、D为兄弟结点。
结点的度:结点所有子树的个数称为该结点的度,如图1,A的度为3,B的度为2.
树的度:树中所有结点的度的最大值称为树的度,如图1的度为3.
叶子结点:度为0的结点称为叶子结点,也叫终端结点。如图1的K、L、F、G、M、I、J
分支结点:度不为0的结点称为分支结点,也叫非终端结点。如图1的A、B、C、D、E、H
结点的层次:从根结点到树中某结点所经路径的分支数称为该结点的层次。根结点的层次一般为1(也可以自己定义为0),这样,其它结点的层次是其双亲结点的层次加1.
树的深度:树中所有结点的层次的最大值称为该树的深度(也就是最下面那个结点的层次)。
有序树和无序树:树中任意一个结点的各子树按从左到右是有序的,称为有序树,否则称为无序树。
树的抽象数据类型描述
数据元素:具有相同特性的数据元素的集合。
结构关系:树中数据元素间的结构关系由树的定义确定。
基本操作:树的主要操作有
(1)创建树IntTree(&T)
创建1个空树T。
(2)销毁树DestroyTree(&T)
(3)构造树CreatTree(&T,deinition)
(4)置空树ClearTree(&T)
将树T置为空树。
(5)判空树TreeEmpty(T)
(6)求树的深度TreeDepth(T)
(7)获得树根Root(T)
(8)获取结点Value(T,cur_e,&e)
将树中结点cur_e存入e单元中。
(9)数据赋值Assign(T,cur_e,value)
将结点value,赋值于树T的结点cur_e中。
(10)获得双亲Parent(T,cur_e)
返回树T中结点cur_e的双亲结点。
(11)获得最左孩子LeftChild(T,cur_e)
返回树T中结点cur_e的最左孩子。
(12)获得右兄弟RightSibling(T,cur_e)
返回树T中结点cur_e的右兄弟。
(13)插入子树InsertChild(&T,&p,i,c)
将树c插入到树T中p指向结点的第i个子树之前。
(14)删除子树DeleteChild(&T,&p,i)
删除树T中p指向结点的第i个子树。
(15)遍历树TraverseTree(T,visit())
树的实现
树是一种递归结构,表示方式一般有孩子表示法和孩子兄弟表示法两种。树实现方式有很多种、有可以由广义表的递归实现,也可以有二叉树实现,其中最常见的是将树用孩子兄弟表示法转化成二叉树来实现。
下面以孩子表示法为例讲一下树的实现:
树的定义和实现
package datastructure.tree;import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.LinkedList;import java.util.List;public class Tree {private Object data;private List<Tree> childs;public Tree(){data = null;childs = new ArrayList();childs.clear();}public Tree(Object data) {this.data = data;childs = new ArrayList();childs.clear();}public void addNode(Tree tree) {childs.add(tree);}public void clearTree() {data = null;childs.clear();}public int dept() {return dept(this);}private int dept(Tree tree) {if(tree.isEmpty()) {return 0;} else if(tree.isLeaf()) {return 1;} else {int n = childs.size();int[] a = new int[n];for (int i=0; i<n; i++) {if(childs.get(i).isEmpty()) {a[i] = 0+1;} else {a[i] = dept(childs.get(i)) + 1;}}Arrays.sort(a);return a[n-1];}}public Tree getChild(int i) {return childs.get(i);}public Tree getFirstChild() {return childs.get(0);}public Tree getLastChild() {return childs.get(childs.size()-1);}public List<Tree> getChilds() {return childs;}public Object getRootData() {return data;}public Boolean isEmpty() {if(childs.isEmpty() && data == null) return true;return false;}public Boolean isLeaf() {if(childs.isEmpty()) return true;return false;}public Tree root() {return this;}public void setRootData(Object data) {this.data = data;}public int size() {return size(this);}private int size(Tree tree) {if(tree.isEmpty()) {return 0;} else if(tree.isLeaf()) {return 1;} else {int count = 1;int n = childs.size();for (int i=0; i<n; i++) {if(!childs.get(i).isEmpty()) {count += size(childs.get(i));}}return count;}}}
树的遍历
树的遍历有两种
前根遍历
(1).访问根结点;
(2).按照从左到右的次序行根遍历根结点的第一棵子树;
后根遍历
(1).按照从左到右的次序行根遍历根结点的第一棵子树;
(2).访问根结点;
Visit.Java
package datastructure.tree;import datastructure.tree.btree.BTree;public interface Visit {public void visit(BTree btree);}
order.java
package datastructure.tree;import java.util.List;public class Order {public void preOrder(Tree root) {if(!root.isEmpty()) {visit(root);for (Tree child : root.getChilds()) {if(child != null) {preOrder(child);}}}}public void postOrder(Tree root) {if(!root.isEmpty()) {for (Tree child : root.getChilds()) {if(child != null) {preOrder(child);}}visit(root);}}public void visit(Tree tree) {System.out.print("\t" + tree.getRootData());}}
测试:
要遍历的树如下:
package datastructure.tree;import java.util.Iterator;import java.util.Scanner;public class TreeTest {public static void main(String[] args) {Tree root = new Tree("A");root.addNode(new Tree("B"));root.addNode(new Tree("C"));root.addNode(new Tree("D"));Tree t = null;t = root.getChild(0);t.addNode(new Tree("L"));t.addNode(new Tree("E"));t = root.getChild(1);t.addNode(new Tree("F"));t = root.getChild(2);t.addNode(new Tree("I"));t.addNode(new Tree("H"));t = t.getFirstChild();t.addNode(new Tree("L"));System.out.println("first node:" + root.getRootData());//System.out.println("size:" + root.size()); //System.out.println("dept:" + root.dept()); System.out.println("is left:" + root.isLeaf());System.out.println("data:" + root.getRootData());Order order = new Order();System.out.println("前根遍历:");order.preOrder(root);System.out.println("\n后根遍历:");order.postOrder(root);}}
结果:
first node:A
is left:false
data:A
前根遍历:
A BL E C F DI L H
后根遍历:
B LE C F D IL H A
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