重温数据结构：二叉查找树的java实现

1.二叉查找树的基本概念和性质

查找树是一种数据结构，它可以用作字典，也可以用作优先队列。二叉查找树上执行的基本操作时间与树的高度成正比。二叉查找树具有如下性质：二叉查找树的任意节点root，均有：root.left.data<=root.data<=root.right.data;也就是说，二叉查找树的中序遍历的输出，是一个非递减的数组。

2.二叉查找树的实现

package edu.njupt.zhb;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/* *@author: ZhengHaibo   *web:     http://blog.csdn.net/nuptboyzhb *mail:    [e-mail] *2014-3-15  Nanjing,njupt,China *//** *二叉查找树 *性质： *任意一个根节点：root.left.data<=root.data<=root.right.data */public class MyBinSearchTree {/** * 二叉查找树节点 */public class TreeNode{public int data;public TreeNode left;public TreeNode right;public TreeNode(int data){this.data=data;}}/** * 二叉查找树的插入 * 递归方式 * @param root * @param node */public TreeNode insert(TreeNode root,int data){if(root==null){root=new TreeNode(data);return root;}if(data<root.data){root.left=insert(root.left,data);}else if(data>root.data) {    root.right=insert(root.right, data);}return root;}/** * 循环方式插入 * @param root * @param data */public void insertLoop(TreeNode root,int data){if(root==null){root=new TreeNode(data);return;}TreeNode node=root;while (true){if(data<=node.data){if(node.left==null){node.left=new TreeNode(data);return;}node=node.left;}else{if(node.right==null){node.right=new TreeNode(data);return;}node=node.right;}}}/** * 二叉搜索树的删除 *  * @param root * @param data */public boolean remove(TreeNode root,int data){if(root==null){return false;}TreeNode pNode=root,parentNode=null;boolean isLeft=false;//记录子节点与父节点的关系while(pNode!=null&&pNode.data!=data){//查找元素dataparentNode=pNode;//保存父节点if(data>pNode.data){pNode=pNode.right;isLeft=false;}else if(data<pNode.data){pNode=pNode.left;isLeft=true;}}if(pNode==null){return false;//当前节点不在树中，返回false}if(pNode.left==null&&pNode.right==null){//叶子节点，直接删除parentNode.left=null;parentNode.right=null;}//如果该节点只有右子树，则直接将其右子树替换它自己if(pNode.right!=null&&pNode.left==null){if(isLeft){parentNode.left=pNode.right;}else {parentNode.right=pNode.right;}}//如果该节点左子树不为空，那么就要用比该节点大的最小值替换它//比data大的最小值(肯定是pNode右子树的最左边的节点)if(pNode.left!=null){TreeNode ppNode=pNode.right,tempParentNode=pNode;if(ppNode.left==null){//ppNode没有左子树，说明ppNode即为要找的值pNode.data=ppNode.data;//用找到的值替换该值tempParentNode.right=ppNode.right;//先将查找的点取出，将其右子树与该节点的父节点连接}else{//ppNode有左子树，即为ppNode的最左边的节点为要查找的值while(ppNode.left!=null){//查找到比data大的最小值(肯定是pNode右子树的最左边的节点)tempParentNode=ppNode;//保存其父节点ppNode=ppNode.left;}pNode.data=ppNode.data;//用找到的值替换该值tempParentNode.left=ppNode.right;//先将查找的点取出，将其右子树与该节点的父节点连接}}return true;}/** * 中序遍历 * 二叉查找树的中序遍历是有序数组 * @param root * @param list */public void inOrder(TreeNode root,List<TreeNode> list){if(root==null){return;}inOrder(root.left, list);list.add(root);inOrder(root.right, list);}/** * 查找最小值 * @param root * @return */public TreeNode findMinNode(TreeNode root){if(root==null){return null;}TreeNode pNode=root;while (pNode.left!=null) {pNode=pNode.left;}return pNode;}/** * 查找二叉树的最大值 * @param root * @return */public TreeNode findMaxNode(TreeNode root){if(root==null){return null;}TreeNode pNode=root;while (pNode.right!=null) {pNode=pNode.right;}return pNode;}/** * 判断二叉查找树是否包含某节点（非递归实现） * @param root * @param data * @return */public boolean isContains(TreeNode root, int data){if(root==null){return false;}TreeNode node=root;while(true){if(node==null){return false;}if(node.data==data){return true;}if(data<node.data){//如果在左子树上node=node.left;}else if(data>node.data){node=node.right;}}}/** * 通过递归方式实现 * @param root * @param data * @return */public boolean isContains2(TreeNode root,int data){if(root==null){return false;}if(root.data==data){return true;}boolean flag=false;if(data<root.data){flag=isContains(root.left, data);}else {flag=isContains(root.right, data);}return flag;}public void test(){int []datas={12,3,4,33,9,23,45};//TreeNode root=new TreeNode(5);//for(int i=0;i<datas.length;i++){//insert(root, datas[i]);//}TreeNode root=new TreeNode(5);for(int i=0;i<datas.length;i++){insertLoop(root,datas[i]);}remove(root,12);List<TreeNode> list = new ArrayList<TreeNode>();inOrder(root, list);for(TreeNode node:list){System.out.print(node.data+" ");}//System.out.println(findMaxNode(root).data);//for(int i=0;i<datas.length;i++){//System.out.println(isContains2(root, datas[i]));//}//System.out.println(isContains2(root,34));}public static void main(String[] args) {new MyBinSearchTree().test();}}

附录：

上述程序的测试用例中，二叉查找树的结构为：

删除算法的修正：

/** * 二叉搜索树的删除 *  * @param root * @param data */public boolean remove(TreeNode root, int data) {if (root == null) {return false;}TreeNode pNode = root, parentNode = null;boolean isLeft = false;// 记录子节点与父节点的关系while (pNode != null && pNode.data != data) {// 查找元素dataparentNode = pNode;// 保存父节点if (data > pNode.data) {pNode = pNode.right;isLeft = false;} else if (data < pNode.data) {pNode = pNode.left;isLeft = true;}}if (pNode == null) {return false;// 当前节点不在树中，返回false}if (pNode.left == null && pNode.right == null) {// 叶子节点，直接删除if (isLeft) {parentNode.left = null;} else {parentNode.right = null;}}// 如果该节点只有右子树，则直接将其右子树替换它自己if (pNode.right != null && pNode.left == null) {if (isLeft) {parentNode.left = pNode.right;} else {parentNode.right = pNode.right;}}// 只有左子树if (pNode.right == null && pNode.left != null) {if (isLeft) {parentNode.left = pNode.left;} else {parentNode.right = pNode.left;}}// 如果该节点左右子树均不为空，那么就要用比该节点大的最小值替换它// 比data大的最小值(肯定是pNode右子树的最左边的节点)if (pNode.right != null && pNode.left != null) {TreeNode ppNode = pNode.right, tempParentNode = pNode;if (ppNode.left == null) {// ppNode没有左子树，说明ppNode即为要找的值pNode.data = ppNode.data;// 用找到的值替换该值tempParentNode.right = ppNode.right;// 先将查找的点取出，将其右子树与该节点的父节点连接} else {// ppNode有左子树，即为ppNode的最左边的节点为要查找的值while (ppNode.left != null) {// 查找到比data大的最小值(肯定是pNode右子树的最左边的节点)tempParentNode = ppNode;// 保存其父节点ppNode = ppNode.left;}pNode.data = ppNode.data;// 用找到的值替换该值tempParentNode.left = ppNode.right;// 先将查找的点取出，将其右子树与该节点的父节点连接}}return true;