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二叉树的相关操作，包括创建，中序、先序、后序（递归和非递归），其中重点的是java在先序创建二叉树和后序非递归遍历的的实现。
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package com.algorithm.tree;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
public class Tree {
private Node root;
public Tree() {
}
public Tree(Node root) {
this.root = root;
}
//创建二叉树
public void buildTree() {
Scanner scn = null;
try {
scn = new Scanner(new File("input.txt"));
} catch (FileNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
root = createTree(root,scn);
}
//先序遍历创建二叉树
private Node createTree(Node node,Scanner scn) {
String temp = scn.next();
if (temp.trim().equals("#")) {
return null;
} else {
node = new Node((T)temp);
node.setLeft(createTree(node.getLeft(), scn));
node.setRight(createTree(node.getRight(), scn));
return node;
}
}
//中序遍历(递归)
public void inOrderTraverse() {
inOrderTraverse(root);
}
public void inOrderTraverse(Node node) {
if (node != null) {
inOrderTraverse(node.getLeft());
System.out.println(node.getValue());
inOrderTraverse(node.getRight());
}
}
//中序遍历(非递归)
public void nrInOrderTraverse() {
StackNode stack = new StackNode();
Node node = root;
while (node != null || !stack.isEmpty()) {
while (node != null) {
stack.push(node);
node = node.getLeft();
}
node = stack.pop();
System.out.println(node.getValue());
node = node.getRight();
}
}
//先序遍历(递归)
public void preOrderTraverse() {
preOrderTraverse(root);
}
public void preOrderTraverse(Node node) {
if (node != null) {
System.out.println(node.getValue());
preOrderTraverse(node.getLeft());
preOrderTraverse(node.getRight());
}
}
//先序遍历（非递归）
public void nrPreOrderTraverse() {
StackNode stack = new StackNode();
Node node = root;
while (node != null || !stack.isEmpty()) {
while (node != null) {
System.out.println(node.getValue());
stack.push(node);
node = node.getLeft();
}
node = stack.pop();
node = node.getRight();
}
}
//后序遍历(递归)
public void postOrderTraverse() {
postOrderTraverse(root);
}
public void postOrderTraverse(Node node) {
if (node != null) {
postOrderTraverse(node.getLeft());
postOrderTraverse(node.getRight());
System.out.println(node.getValue());
}
}
//后续遍历(非递归)
public void nrPostOrderTraverse() {
StackNode stack = new StackNode();
Node node = root;
Node preNode = null;//表示最近一次访问的节点
while (node != null || !stack.isEmpty()) {
while (node != null) {
stack.push(node);
node = node.getLeft();
}
node = stack.peek();
if (node.getRight() == null || node.getRight() == preNode) {
System.out.println(node.getValue());
node = stack.pop();
preNode = node;
node = null;
} else {
node = node.getRight();
}
}
}
//按层次遍历
public void levelTraverse() {
levelTraverse(root);
}
public void levelTraverse(Node node) {
QueueNode queue = new LinkedBlockingQueueNode();
queue.add(node);
while (!queue.isEmpty()) {
Node temp = queue.poll();
if (temp != null) {
System.out.println(temp.getValue());
queue.add(temp.getLeft());
queue.add(temp.getRight());
}
}
}
}
//树的节点
class Node {
private Node left;
private Node right;
private T value;
public Node() {
}
public Node(Node left,Node right,T value) {
this.left = left;
this.right = right;
this.value = value;
}
public Node(T value) {
this(null,null,value);
}
public Node getLeft() {
return left;
}
public void setLeft(Node left) {
this.left = left;
}
public Node getRight() {
return right;
}
public void setRight(Node right) {
this.right = right;
}
public T getValue() {
return value;
}
public void setValue(T value) {
this.value = value;
}
}
测试代码：
package com.algorithm.tree;
public class TreeTest {
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
Tree tree = new Tree();
tree.buildTree();
System.out.println("中序遍历");
tree.inOrderTraverse();
tree.nrInOrderTraverse();
System.out.println("后续遍历");
//tree.nrPostOrderTraverse();
tree.postOrderTraverse();
tree.nrPostOrderTraverse();
System.out.println("先序遍历");
tree.preOrderTraverse();
tree.nrPreOrderTraverse();
//
}
}
首先我想问为什么要用LinkedList 来建立二叉树呢? LinkedList 是线性表,
树是树形的, 似乎不太合适。
其实也可以用数组完成，而且效率更高.
关键是我觉得你这个输入本身就是一个二叉树啊，
String input = "ABCDE F G";
节点编号从0到8. 层次遍历的话:
对于节点i.
leftChild = input.charAt(2*i+1); //做子树
rightChild = input.charAt(2*i+2);//右子树
如果你要将带有节点信息的树存到LinkedList里面, 先建立一个节点类:
class Node{
public char cValue;
public Node leftChild;
public Node rightChild;
public Node(v){
this.cValue = v;
}
}
然后遍历input,建立各个节点对象.
LinkedList tree = new LinkedList();
for(int i=0;i input.length;i++)
LinkedList.add(new Node(input.charAt(i)));
然后为各个节点设置左右子树:
for(int i=0;iinput.length;i++){
((Node)tree.get(i)).leftChild = (Node)tree.get(2*i+1);
((Node)tree.get(i)).rightChild = (Node)tree.get(2*i+2);
}
这样LinkedList 就存储了整个二叉树. 而第0个元素就是树根，思路大体是这样吧。
定义一个结点类：
public class Node {
private int value;
private Node leftNode;
private Node rightNode;
public Node getRightNode() {
return rightNode;
}
public void setRightNode(Node rightNode) {
this.rightNode = rightNode;
}
public int getValue() {
return value;
}
public void setValue(int value) {
this.value = value;
}
public Node getLeftNode() {
return leftNode;
}
public void setLeftNode(Node leftNode) {
this.leftNode = leftNode;
}
}
初始化结点树：
public void initNodeTree()
{
int nodeNumber;
HashMapString, Integer map = new HashMapString, Integer();
Node nodeTree = new Node();
Scanner reader = new Scanner(System.in);
nodeNumber = reader.nextInt();
for(int i = 0; i nodeNumber; i++) {
int value = reader.nextInt();
String str = reader.next();
map.put(str, value);
}
if (map.containsKey("#")) {
int value = map.get("#");
nodeTree.setValue(value);
setChildNode(map, value, nodeTree);
}
preTraversal(nodeTree);
}
private void setChildNode(HashMapString, Integer map, int nodeValue, Node parentNode) {
int value = 0;
if (map.containsKey("L" + nodeValue)) {
value = map.get("L" + nodeValue);
Node leftNode = new Node();
leftNode.setValue(value);
parentNode.setLeftNode(leftNode);
setChildNode(map, value, leftNode);
}
if (map.containsKey("R" + nodeValue)) {
value = map.get("R" + nodeValue);
Node rightNode = new Node();
rightNode.setValue(value);
parentNode.setRightNode(rightNode);
setChildNode(map, value, rightNode);
}
}
前序遍历该结点树：
public void preTraversal(Node nodeTree) {
if (nodeTree != null) {
System.out.print(nodeTree.getValue() + "\t");
preTraversal(nodeTree.getLeftNode());
preTraversal(nodeTree.getRightNode());
}
}
import java.util.ArrayList;
// 树的一个节点
class TreeNode {
Object _value = null; // 他的值
TreeNode _parent = null; // 他的父节点，根节点没有PARENT
ArrayList _childList = new ArrayList(); // 他的孩子节点
public TreeNode( Object value, TreeNode parent ){
this._parent = parent;
this._value = value;
}
public TreeNode getParent(){
return _parent;
}
public String toString() {
return _value.toString();
}
}
public class Tree {
// 给出宽度优先遍历的值数组，构建出一棵多叉树
// null 值表示一个层次的结束
// "|" 表示一个层次中一个父亲节点的孩子输入结束
// 如：给定下面的值数组：
// { "root", null, "left", "right", null }
// 则构建出一个根节点，带有两个孩子("left","right")的树
public Tree( Object[] values ){
// 创建根
_root = new TreeNode( values[0], null );
// 创建下面的子节点
TreeNode currentParent = _root; // 用于待创建节点的父亲
//TreeNode nextParent = null;
int currentChildIndex = 0; // 表示 currentParent 是他的父亲的第几个儿子
//TreeNode lastNode = null; // 最后一个创建出来的TreeNode，用于找到他的父亲
for ( int i = 2; i values.length; i++ ){
// 如果null ,表示下一个节点的父亲是当前节点的父亲的第一个孩子节点
if ( values[i] == null ){
currentParent = (TreeNode)currentParent._childList.get(0);
currentChildIndex = 0;
continue;
}
// 表示一个父节点的所有孩子输入完毕
if ( values[i].equals("|") ){
if ( currentChildIndex+1 currentParent._childList.size() ){
currentChildIndex++;
currentParent = (TreeNode)currentParent._parent._childList.get(currentChildIndex);
}
continue;
}
TreeNode child = createChildNode( currentParent, values[i] );
}
}
TreeNode _root = null;
public TreeNode getRoot(){
return _root;
}
/**
// 按宽度优先遍历，打印出parent子树所有的节点
private void printSteps( TreeNode parent, int currentDepth ){
for ( int i = 0; i parent._childList.size(); i++ ){
TreeNode child = (TreeNode)parent._childList.get(i);
System.out.println(currentDepth+":"+child);
}
if ( parent._childList.size() != 0 ) System.out.println(""+null);// 为了避免叶子节点也会打印null
//打印 parent 同层的节点的孩子
if ( parent._parent != null ){ // 不是root
int i = 1;
while ( i parent._parent._childList.size() ){// parent 的父亲还有孩子
TreeNode current = (TreeNode)parent._parent._childList.get(i);
printSteps( current, currentDepth );
i++;
}
}
// 递归调用，打印所有节点
for ( int i = 0; i parent._childList.size(); i++ ){
TreeNode child = (TreeNode)parent._childList.get(i);
printSteps( child, currentDepth+1 );
}
}
// 按宽度优先遍历，打印出parent子树所有的节点
public void printSteps(){
System.out.println(""+_root);
System.out.println(""+null);
printSteps(_root, 1 );
}**/
// 将给定的值做为 parent 的孩子，构建节点
private TreeNode createChildNode( TreeNode parent, Object value ){
TreeNode child = new TreeNode( value , parent );
parent._childList.add( child );
return child;
}
public static void main(String[] args) {
Tree tree = new Tree( new Object[]{ "root", null,
"left", "right", null,
"l1","l2","l3", "|", "r1","r2",null } );
//tree.printSteps();
System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(0) )._childList.get(0) );
System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(0) )._childList.get(1) );
System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(0) )._childList.get(2) );
System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(1) )._childList.get(0) );
System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(1) )._childList.get(1) );
}
}
java：二叉树添加和查询方法
package arrays.myArray;
public class BinaryTree {
private Node root;
// 添加数据
public void add(int data) {
// 递归调用
if (null == root)
root = new Node(data, null, null);
else
addTree(root, data);
}
private void addTree(Node rootNode, int data) {
// 添加到左边
if (rootNode.data data) {
if (rootNode.left == null)
rootNode.left = new Node(data, null, null);
else
addTree(rootNode.left, data);
} else {
// 添加到右边
if (rootNode.right == null)
rootNode.right = new Node(data, null, null);
else
addTree(rootNode.right, data);
}
}
// 查询数据
public void show() {
showTree(root);
}
private void showTree(Node node) {
if (node.left != null) {
showTree(node.left);
}
System.out.println(node.data);
if (node.right != null) {
showTree(node.right);
}
}
}
class Node {
int data;
Node left;
Node right;
public Node(int data, Node left, Node right) {
this.data = data;
this.left = left;
this.right = right;
}
}
二叉树具有以下重要性质：
性质1 二叉树第i层上的结点数目最多为2i-1(i≥1)。
证明：用数学归纳法证明：
归纳基础：i=1时，有2i-1=20=1。因为第1层上只有一个根结点，所以命题成立。
归纳假设：假设对所有的j(1≤ji)命题成立，即第j层上至多有2j-1个结点，证明j=i时命题亦成立。
归纳步骤：根据归纳假设，第i-1层上至多有2i-2个结点。由于二叉树的每个结点至多有两个孩子，故第i层上的结点数至多是第i-1层上的最大结点数的2倍。即j=i时，该层上至多有2×2i-2=2i-1个结点，故命题成立。
性质2 深度为k的二叉树至多有2k-1个结点(k≥1)。
证明：在具有相同深度的二叉树中，仅当每一层都含有最大结点数时，其树中结点数最多。因此利用性质1可得，深度为k的二叉树的结点数至多为：
20+21+…+2k-1=2k-1
故命题正确。
性质3 在任意-棵二叉树中，若终端结点的个数为n0，度为2的结点数为n2，则no=n2+1。
证明：因为二叉树中所有结点的度数均不大于2，所以结点总数(记为n)应等于0度结点数、1度结点(记为n1)和2度结点数之和：
n=no+n1+n2 (式子1)
另一方面，1度结点有一个孩子，2度结点有两个孩子，故二叉树中孩子结点总数是：
nl+2n2
树中只有根结点不是任何结点的孩子，故二叉树中的结点总数又可表示为：
n=n1+2n2+1 (式子2)
由式子1和式子2得到：
no=n2+1
满二叉树和完全二叉树是二叉树的两种特殊情形。
1、满二叉树(FullBinaryTree)
一棵深度为k且有2k-1个结点的二又树称为满二叉树。
满二叉树的特点：
（1） 每一层上的结点数都达到最大值。即对给定的高度，它是具有最多结点数的二叉树。
（2） 满二叉树中不存在度数为1的结点，每个分支结点均有两棵高度相同的子树，且树叶都在最下一层上。
图(a)是一个深度为4的满二叉树。
2、完全二叉树(Complete BinaryTree)
若一棵二叉树至多只有最下面的两层上结点的度数可以小于2，并且最下一层上的结点都集中在该层最左边的若干位置上，则此二叉树称为完全二叉树。
特点：
（1） 满二叉树是完全二叉树，完全二叉树不一定是满二叉树。
（2） 在满二叉树的最下一层上，从最右边开始连续删去若干结点后得到的二叉树仍然是一棵完全二叉树。
（3） 在完全二叉树中，若某个结点没有左孩子，则它一定没有右孩子，即该结点必是叶结点。
如图(c)中，结点F没有左孩子而有右孩子L，故它不是一棵完全二叉树。
图(b)是一棵完全二叉树。
性质4 具有n个结点的完全二叉树的深度为
证明：设所求完全二叉树的深度为k。由完全二叉树定义可得：
深度为k得完全二叉树的前k-1层是深度为k-1的满二叉树，一共有2k-1-1个结点。
由于完全二叉树深度为k，故第k层上还有若干个结点，因此该完全二叉树的结点个数：
n2k-1-1。
另一方面，由性质2可得：
n≤2k-1，
即：2k-1-ln≤2k-1
由此可推出：2k-1≤n2k，取对数后有：
k-1≤lgnk
又因k-1和k是相邻的两个整数，故有
,
由此即得：
注意：
的证明
