java二叉查找树的实现代码

本文实例为大家分享了java二叉查找树的具体代码，供大家参考，具体内容如下

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; // 键
private Value value;// 值
private Node left, right; // 指向子树的链接
private int n; // 以该节点为根的子树中的节点总数
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;
}
/**
* 如果树是空的，则查找未命中 如果被查找的键小于根节点，则在左子树中继续查找 如果被查找的键大于根节点，则在右子树中继续查找
* 如果被查找的键和根节点的键相等，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;
}
/**
* 二叉查找树的一个很重要的特性就是插入的实现难度和查找差不多。 当查找到一个不存在与树中的节点（null）时，new 新节点，并将上一路径指向该节点
*
* @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); // 要及时更新节点的子树数量
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：找出小于等于该键的最大键
*
* @param key
* @return
*/
public Key floor(Key key) {
Node x = floor(root, key);
if (x == null)
return null;
else
return x.key;
}
/**
* 如果给定的键key小于二叉查找树的根节点的键，那么小于等于key的最大键一定出现在根节点的左子树中
* 如果给定的键key大于二叉查找树的根节点，那么只有当根节点右子树中存在大于等于key的节点时，
* 小于等于key的最大键才会出现在右子树中，否则根节点就是小于等于key的最大键
*
* @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：找出大于等于该键的最小键
*
* @param key
* @return
*/
public Key ceiling(Key key) {
Node x = ceiling(root, key);
if (x == null)
return null;
else
return x.key;
}
/**
* 如果给定的键key大于二叉查找树的根节点的键，那么大于等于key的最小键一定出现在根节点的右子树中
* 如果给定的键key小于二叉查找树的根节点，那么只有当根节点左子树中存在大于等于key的节点时，
* 大于等于key的最小键才会出现在左子树中，否则根节点就是大于等于key的最小键
*
* @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;
}
}
/**
* 选择排名为k的节点
*
* @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);// 根节点也要排除掉
else
return x;
}
/**
* 查找给定键值的排名
*
* @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);
}
/**
* 删除最小键值对
*/
public void deleteMin(){
root = deleteMin(root);
}
/**
* 不断深入根节点的左子树直到遇见一个空链接，然后将指向该节点的链接指向该结点的右子树
* 此时已经没有任何链接指向要被删除的结点，因此它会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;
/**
* 如果被删除节点有两个子树，将被删除节点暂记为t
* 从t的右子树中选取最小的节点x，将这个节点x的左子树设为t的左子树
* 这个节点x的右子树设为t的右子树中删除了最小节点的子树，这样就成功替换了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内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。

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