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如何在Java中实现二叉搜索树

如何在Java中实现二叉搜索树

作者: java高级编程中心 | 来源:发表于2019-02-22 21:41 被阅读0次

二叉搜索树或BST是一种流行的数据结构,用于保持元素的顺序。二叉搜索树是二叉树,其中左子节点的值小于或等于父节点,右子节点的值大于或等于父节点。由于它是二叉树,它只能有0,1或2个子节点。二叉搜索树之所以与众不同,是因为它能够减少诸如添加、删除和搜索(也称为插入、删除和查找)等基本操作的时间复杂性。在BST中,所有这些操作(插入,删除和查找)都可以在O(log(n))时间内执行。这种速度提高的原因是由于二叉搜索树的独特属性,对于每个节点,左子节点中的数据小于(或等于),右子节点中的数据大于(或等于)到所述节点中的数据。

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在编程面试中,您将看到许多基于二叉搜索树的数据结构和算法问题,例如:检查二叉树是否是BST?或者,编写一个程序来检查BST是否平衡。为了解决这个问题,您必须知道如何在Java中实现BST。

在这,我将教您如何在Java中实现二叉搜索树,您可以使用它来解决任何二叉搜索树或基于二叉树的编码问题。

Java中的二叉搜索树

在这里,您将学习如何创建具有整数节点的二叉搜索树。我使用泛型不仅仅是为了使代码简单,如果您愿意,可以将问题扩展到使用泛型,这将允许您创建一个字符串、整数、浮点或双精度的二叉树。记住,确保BST的节点必须实现Comparable接口。这是许多Java程序员在尝试使用泛型实现二叉搜索树时容易忘记的。

这里是Java中的二叉搜索树的实现。这只是一个结构,我们随后将添加方法在二叉搜索树中添加节点,从二叉搜索树中删除节点,并在后续部分中从BST中查找节点。

在这个实现中,我创建了一个Node类,它类似于我们的链表节点类,在向您展示如何在Java中实现链表时创建的。它有一个数据元素,一个整数和一个Node引用,指向二叉树中的另一个节点。

我还创建了四个基本功能,如下所示:

getRoot(), 返回二叉树的根

isEmpty(), 用于检查二叉搜索树是否为空

size(), 查找BST中的节点总数

clear(), 清除BST

以下是使用Java创建二叉搜索树或BST的示例代码,不使用任何第三方库。

<b>import</b> java.util.Stack;

<font><i>/**

* Java Program to implement a binary search tree. A binary search tree is a

* sorted binary tree, where value of a node is greater than or equal to its

* left the child and less than or equal to its right child.

*

* @author WINDOWS 8

*

*/</i></font><font>

<b>public</b> <b>class</b> BST {

<b>private</b> <b>static</b> <b>class</b> Node {

<b>private</b> <b>int</b> data;

<b>private</b> Node left, right;

<b>public</b> Node(<b>int</b> value) {

data = value;

left = right = <b>null</b>;

}

}

<b>private</b> Node root;

<b>public</b> BST() {

root = <b>null</b>;

}

<b>public</b> Node getRoot() {

<b>return</b> root;

}

</font><font><i>/**

* Java function to check if binary tree is empty or not

* Time Complexity of this solution is constant O(1) for

* best, average and worst case.

*

* @return true if binary search tree is empty

*/</i></font><font>

<b>public</b> <b>boolean</b> isEmpty() {

<b>return</b> <b>null</b> == root;

}

</font><font><i>/**

* Java function to return number of nodes in this binary search tree.

* Time complexity of this method is O(n)

* @return size of this binary search tree

*/</i></font><font>

<b>public</b> <b>int</b> size() {

Node current = root;

<b>int</b> size = 0;

Stack<Node> stack = <b>new</b> Stack<Node>();

<b>while</b> (!stack.isEmpty() || current != <b>null</b>) {

<b>if</b> (current != <b>null</b>) {

stack.push(current);

current = current.left;

} <b>else</b> {

size++;

current = stack.pop();

current = current.right;

}

}

<b>return</b> size;

}

</font><font><i>/**

* Java function to clear the binary search tree.

* Time complexity of this method is O(1)

*/</i></font><font>

<b>public</b> <b>void</b> clear() {

root = <b>null</b>;

}

}

</font>

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