二叉树的相关操作（一）-java

二叉树的相关操作，主要包括创建、判空、删除子树、删除节点、各种遍历算法等（包括先根遍历、中根遍历、后根遍历、层次遍历等）。本章重点说明四种遍历算法与删除节点操作的实现。以如下二叉树为例：

1、先根遍历：先访问根节点，然后是左节点，然后是右节点，递归直至访问结束；上述二叉树先根遍历顺序为ABDGCEFH

                     

2、中根遍历：先访问左节点，然后根节点，然后右节点，递归访问至结束；上述二叉树中根遍历顺序为G  D  B  A  E  C  F  H 

 

3、后根遍历：先访问左节点，然后右节点，然后根节点，递归访问至结束；上述二叉树后根遍历顺序为G  D  B  E  H  F  C  A

4、层次遍历：从根节点开始，从左往右遍历，一层遍历完，再前往下一层继续遍历，直至结束。上述二叉树后根遍历顺序为  A  B  C  D  E  F  G  H

5、二叉树节点删除：二叉树节点的删除在普通二叉树中的意义不大，但是在二叉排序树（也叫做二叉查找树）中的应用却十分重要。具体分析在二叉树节点删除的方法中会详细说明。

下面贴代码：

package erchashu;public class BinaryTree {public TreeNode root;public TreeNode node_b;public TreeNode node_c;public TreeNode node_d;public TreeNode node_e;public TreeNode node_f;public TreeNode node_g;public TreeNode node_h;public BinaryTree(){root=new TreeNode("A");}//创建一颗树public void CreateTree(){node_b=new TreeNode("B");node_c=new TreeNode("C");node_d=new TreeNode("D");node_e=new TreeNode("E");node_f=new TreeNode("F");node_g=new TreeNode("G");node_h=new TreeNode("H");root.lchild=node_b;root.rchild=node_c;node_b.lchild=node_d;node_d.lchild=node_g;node_c.lchild=node_e;node_c.rchild=node_f;node_f.rchild=node_h;}//判断是否是空树public boolean isEmpty(){return root==null;}//计算树的高度public int TreeHeight(){int length=height(root);return length;}public int height(TreeNode root){if(root==null)return 0;else{int i=height(root.lchild);int j=height(root.rchild);return (i>j)?(i+1):(j+1);}}//计算节点个数public int TreeNodeIndex(){return size(root);}public int size(TreeNode root){if(root==null)return 0;else{return 1+size(root.lchild)+size(root.rchild);}}//返回父母节点public TreeNode parentNode(TreeNode root,TreeNode trnode){TreeNode node=null;        if(root!=null&&root!=trnode)        {        if(root.lchild==trnode||root.rchild==trnode)        return root;        else        {        TreeNode s1=parentNode(root.lchild,trnode);        TreeNode s2=parentNode(root.rchild,trnode);        if(s1!=null)        node=s1;        else        if(s2!=null)        node=s2;        }          }        return node;}//删除子树,需确定删除的子树是其父节点的左子树还是右子树public void deleteNodeTree(TreeNode trnode){if(root==null||root==trnode){root=null;return;}TreeNode temp=parentNode(root,trnode);if(temp.lchild==trnode)temp.lchild=null;if(temp.rchild==trnode)temp.rchild=null;if(trnode!=null){deleteNode(trnode.lchild);deleteNode(trnode.rchild);}}/* * 删除节点 *  *  * 关于删除节点，这里有一点要特别说明，删除操作一般是应用于二叉查找树，涉及到排序的问题，所以在删除的时候要考虑到排序不能乱， * 所以关于二叉树 的删除较为复杂一些。即我们删除后的二叉树依旧是二叉排序树。 * 这里我们不多做考虑，主要是为了阐述删除节点的算法，如果觉得这里写的不清楚，可以查看我后面写的关于二叉查找树的博客，二叉查找树也叫二叉排序树 *  *  * 删除节点依据要删除节点位置分为三种情况来讨论 * 1.删除节点为叶子节点，则直接删除 * 2.删除节点不是叶子节点，且该节点仅有一个孩子节点，则将该节点删除，该节点的孩子节点直接放置于删除节点位置 * 3.删除节点不是叶子节点，且该节点有两个孩子节点，此时按照中序排列取该节点的前驱或者后驱置于该节点位置并删除前驱或者后驱节点 *  我们选择的前驱或者后驱节点必然是没有左孩子或者右孩子的节点，或者是叶子节点 */public void deleteNode(TreeNode trnode){if(root==null){root=null;return;}TreeNode tnee=parentNode(root,trnode);//要删除的节点为叶子结点，先确定该节点是其父母节点的左节点还是右节点if(trnode.lchild==null&&trnode.rchild==null){if(trnode==root){root=null;return;}if(tnee.lchild==trnode)tnee.lchild=null;if(tnee.rchild==trnode)tnee.rchild=null;return;}if(trnode.lchild!=null&&trnode.rchild==null){if(root==trnode){    root=trnode.lchild;return;}if(tnee.lchild==trnode)tnee.lchild=trnode.lchild;if(tnee.rchild==trnode)tnee.rchild=trnode.lchild;return;}if(trnode.lchild==null&&trnode.rchild!=null){if(root==trnode){    root=trnode.rchild;return;}if(tnee.lchild==trnode)tnee.lchild=trnode.rchild;if(tnee.rchild==trnode)tnee.rchild=trnode.rchild;return;}if(trnode.lchild!=null&&trnode.rchild!=null){if(root==trnode)  //根节点的删除要单独处理{TreeNode tmp=trnode.rchild;while(tmp.lchild!=null)tmp=tmp.lchild;deleteNode(tmp);root=tmp;tmp.rchild=trnode.rchild;tmp.lchild=trnode.lchild;return;}//我们这里采用该节点处中根遍历的后驱节点TreeNode temp=trnode.rchild;while(temp.lchild!=null)temp=temp.lchild;if(tnee.lchild==trnode){deleteNode(temp);tnee.lchild=temp;temp.rchild=trnode.rchild;temp.lchild=trnode.lchild;}if(tnee.rchild==trnode){deleteNode(temp);tnee.rchild=temp;temp.rchild=trnode.rchild;temp.lchild=trnode.lchild;}return;}}//先根遍历public void PreOrder(TreeNode trnode){if(trnode!=null){visit(trnode);PreOrder(trnode.lchild);PreOrder(trnode.rchild);}}//中根遍历public void InOrder(TreeNode trnode){if(trnode!=null){InOrder(trnode.lchild);visit(trnode);InOrder(trnode.rchild);}}//后根遍历public void PostOrder(TreeNode trnode){if(trnode!=null){PostOrder(trnode.lchild);PostOrder(trnode.rchild);visit(trnode);}}//层次遍历,层次遍历这里使用了队列.队列使用的类型是带头结点的单循环链表public void LevelOrder(TreeNode trnode){Queue mqq=new Queue();        if(trnode==null)        return;       mqq.EnQueue(trnode);       while(mqq.first.next!=mqq.first)       {       TreeNode node=mqq.DeQueue();       System.out.print(node.data+"  ");       if(node.lchild!=null)       mqq.EnQueue(node.lchild);       if(node.rchild!=null)       mqq.EnQueue(node.rchild);         }}public void visit(TreeNode trnode){System.out.print(trnode.data+"  ");}//测试public static void main(String[] args){BinaryTree btr=new BinaryTree();btr.CreateTree();btr.isEmpty();int height=btr.TreeHeight();System.out.println("该树高度为： "+height);int index=btr.TreeNodeIndex();System.out.println("该树节点数为： "+index);TreeNode tn=btr.parentNode(btr.root,btr.node_d);System.out.println("该节点的父节点是: "+tn.data);//btr.deleteNodeTree(btr.node_g);              //删除子树//btr.deleteNode(btr.root);                  //删除节点System.out.print("先根遍历的结果：");btr.PreOrder(btr.root);System.out.println();System.out.print("中根遍历的结果：");btr.InOrder(btr.root);System.out.println();System.out.print("后根遍历的结果：");btr.PostOrder(btr.root);System.out.println();System.out.print("层次遍历的结果： ");btr.LevelOrder(btr.root);System.out.println();}}

package erchashu;public class TreeNode {public TreeNode lchild;public TreeNode rchild;public TreeNode next;public String data;public TreeNode(String data){this.data=data;this.lchild=null;this.rchild=null;this.next=null;}}

package erchashu;public class Queue {public TreeNode first;public String data;public Queue(){first=new TreeNode(null);first.next=first;}//入队public void EnQueue(TreeNode node){TreeNode temp=first;while(temp.next!=first)temp=temp.next;temp.next=node;node.next=first;}//出队public TreeNode DeQueue(){TreeNode tr=first.next;first.next=tr.next;return tr;}}