java二叉查找树的实现代码

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, 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 keys(){

return keys(min()ZlsnH,max());

}

public Iterable keys(Key lo, Key hi){

Queue queue = new Queue();

keys(root, queue, lo, hi);

return queue;

}

private void keys(Node x, Queue 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);

}

}

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