java【二叉树】

上一篇文章为大家带来了一个关于链表的结构实现，我采用是内部类实现方式，那对于链表而言的话，链表缺点就是检索数据，那当然有人会提出一些优化方法，例如我们在学习集合时候了解到，二叉树，红黑树等，在数据改变的情况，进行对数据旋转，达到一个树的左右平衡，以此达到一个最佳的数据检索到效率。

下面的一个 demo 主要便于我们理解二叉树数据结构，同样我们采用也是内部类的方式，对于红黑树的话，其实是在二叉树的基本在进行进一步数据优化，但是目前我还不能用代码的形式为大家展示【很复杂 😭 】，有兴趣的可以去关于数据结构的书籍。

不说了，上代码

代码里面有注解大部分设计思路。

package ITaljavaT3;
/**
 * 实现二叉树的操作
 * @author Administrator
 * @param <T> 要进行二叉树的实现
 * <? extends Comparable<? super T>>
 * 代表任何实现了comparable接口的实例，且接口的类型是comparable<T 或其父类>。
<T extends Comparable<? super T>>
代表类型是T的实例，且这个T要实现comparable 接口，接口的类型是comparable<T 或其父类>
 */
class BinaryTree< T extends Comparable<T>>{
		//节点内部类
		private class Node{
			private Comparable<T> date;//保存数据在comparable中可以进行大小的比较，还可以进行向下强制性转换；
			private Node parent; //保存父节点
			private Node left;   //保存左节点
			private Node right;  //保存左节点
			public Node(Comparable<T> date) {
				this.date=date;//进行数据的初始化
			}
			/**
			 * 进行数据的保存处理
			 * @param date 需要进行保存的数据
			 */
			public void addarrays(Node newNode) {
				//将当前的数据和newNode类中的数据进行比较，如果大于0，向右，小于0向左
				if(newNode.date.compareTo((T)this.date)<=0) {
					if(this.left==null) {//现在没有左子树
						this.left=newNode;//进行数据的保存
						newNode.parent=this;//进行父节点的保存
					}else {//继续进行左子树的判断
						this.left.addarrays(newNode);
					}
				}else {
					if(this.right==null) {//右子树为的话
						this.right=newNode;//进行右子树保存
						newNode.parent=this;//进行父节点的保存
					}else {//继续济宁右子树的判断
						this.right.addarrays(newNode);
					}
				}
			}
			/**
			 * 采用中序遍历的方式进行数据的输出
			 */
			public void toarraysNode() {
				//左
				if(this.left!=null) {//左子树不为空话
					//继续进行数据的获取
					this.left.toarraysNode();
				}
				//进行数据的获取并且复制(数据的获取)
				BinaryTree.this.returndate[BinaryTree.this.foot++]=this.date;
				//右
				if(this.right!=null) {//右子树不为空
					//继续进行数据的获取
					this.right.toarraysNode();
				}
			}
			//进行数据的查询
			public boolean judgedate(Comparable<T> date) {
				if(date.compareTo((T)this.date)==0) {
					return true;
				}else if(date.compareTo((T)this.date)<0) {//左边有数据
					if(this.left!=null) {
						//递归调用
						return this.left.judgedate(date);
					}else {
						return false;
					}
				}else {
					if(this.right!=null) {
						//递归调用
						return this.right.judgedate(date);
					}else {
						return false;
					}
				}
			}
		
			//进行删除数据的获取
			public Node getRemoveNode(Comparable<T> date) {
				if(date.compareTo((T)this.date)==0) {
					return this;
				}else if(date.compareTo((T)this.date)<0) {//左边有数据
					if(this.left!=null) {
						//递归调用
						return this.left.getRemoveNode(date);
					}else {
						return null;
					}
				}else {
					if(this.right!=null) {
						//递归调用
						return this.right.getRemoveNode(date);
					}else {
						return null;
					}
				}
			}

	}
		//---------------以下时候BinaryTree中的操作--------------------------
		private Node root;  //二叉树的根节点
		private int count;  // 保存数据的个数
		private Object[] returndate;// 进行数据返回
		private int foot=0;//进行数据返回的角标处理
		/**
		 * 进行数据的保存操作
		 * @param date 要保存的数据内容
		 */
		public void add(Comparable<T> date) {
			if(date==null) {
				throw new NullPointerException("date数据为空");
			}
			//所有的数据是不存在数据的节点操作的，所有需要将数据存在节点中
			Node newNode=new Node(date);
			if(this.root==null) {
				this.root=newNode;//判断节点是否为空，为空的话，将数据赋值给根节点
			}else {
				this.root.addarrays(newNode);//将数据添加的操作给Node进行数据的处理
			}
			this.count++;
		}
	
		//进行数据的添加以后，就得进行数据的返回操作
		public Object[] getarray() {
			if(this.count==0) {
				return null;
			}
			//进行数据的返回操作
			this.returndate=new Object[this.count];//进行数组的长度保存
			this.foot=0;//角标清零
			this.root.toarraysNode();//将这个获取数据的操作交给Node类进行数据的获取处理
			return this.returndate;
		}
	
		//进行数据的查询(判断数据是否存在)
		public boolean seacherdate(Comparable<T> date) {
			if(date==null) {
				return false;
			}
			return this.root.judgedate(date);
		}
	
	//进行删除数据的获取，然后进行数据的删除
	public void remove(Comparable<T> date) {
		if(date==null && this.root.judgedate(date)) {
			System.out.println("数据查询不到");
		return ;
	}else {
		//进行判断删除的是否为根节点
	if(date.compareTo((T)this.root.date)==0){
		//进行根节点的删除
	Node move=this.root.right;//移动的角标对象
	while(move.left!=null) {
		move=move.left;//一直进行最最左边的数据进行获取
	}
	move.left=this.root.left;//左边进行赋值
	move.right=this.root.right;//右边赋值
	move.parent.left=null;//原始上一个节点的去除
		this.root=move;
	}else {
		Node removeNode=this.root.getRemoveNode(date);//获取到需要删除的Node类
	if(removeNode.left==null && removeNode.right==null) {
		removeNode.parent.left=null;
		removeNode.parent.right=null;
		//removeNode.parent=null;
	}else if(removeNode.left==null && removeNode.right!=null) {
		//将删除Node类的下一个类中right改成删除类的上一个的左节点，然后将其删除类的right中的父节点改成删除类的上一个当前对象
		removeNode.parent.left=removeNode.right;
		removeNode.left.parent=removeNode.parent;
	}else if(removeNode.left!=null && removeNode.right==null) {
		removeNode.parent.left=removeNode.left;
		removeNode.left.parent=removeNode.parent;
	}else {
		//两者都存在的情况(这种情况是将删除数据替换成右边最左下角的那个对象Node)
		Node moveNode=removeNode.right;
		while(moveNode.left!=null) {
			moveNode=moveNode.left;
		}
	
		//左替换
		moveNode.left=removeNode.left;
		//右替换
		moveNode.right=removeNode.right;
		//上一个节点的左节点替换
		removeNode.parent.left=moveNode;
		moveNode.parent.left=null; //原始断开左节点
			//父类替换
		moveNode.parent=removeNode.parent;
	}

	}
		this.count--;
	}
		}
	
	}
	class person implements Comparable<person>{
		private String name;
		private int age;
		public person(String name,int age) {
			this.name=name;
			this.age=age;
		}
		@Override
		public int compareTo(person per) {
			// TODO Auto-generated method stub
			if(this.age>per.age) {
				return 1;
			}else if (this.age<per.age){
				return -1;
			}
			return 0;
		
		}
		@Override
		public String toString() {
			// TODO Auto-generated method stub
			return "姓名"+this.name+"年龄"+this.age+"\n";
		}
	}

public class  javaDemo01{
		public static void main(String[] args) {
			//进行数据的添加
			BinaryTree<person> bt=new BinaryTree<person>();
			bt.add(new person("小强-80",80));
			bt.add(new person("小强-50",50));
			bt.add(new person("小强-30",30));
			bt.add(new person("小强-60",60));
			bt.add(new person("小强-10",10));
			bt.add(new person("小强-55",55));
			bt.add(new person("小强-70",70));
			bt.add(new person("小强-90",90));
			bt.add(new person("小强-85",85));
			bt.add(new person("小强-95",95));
		
			//进行数据的获取
			Object[] obj=bt.getarray();
			for(Object temp:obj) {
				System.out.println(temp);
			}
			//进行数据的删除
			//bt.remove(new person("小强10",10));
			//bt.remove(new person("小强30",30));
			//bt.remove(new person("小强80",80));
			bt.remove(new person("小强50",50));
			System.out.println("删除以后进行遍历");
			Object[] obj2=bt.getarray();
			for(Object temp:obj2) {
				System.out.println(temp);
			}
		}
}