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js 二叉树

js 二叉树

作者: 赵永盛 | 来源:发表于2020-05-10 14:22 被阅读0次
    class Node {
      constructor (data, left, right) {
        this.data = data
        this.left = left
        this.right = right
      }
    }
    
    class Tree {
      constructor () {
        this.root = null
      }
    
      insert(data) {
        const newNode = new Node(data, null, null)
    
        if (!this.root) {
          this.root = newNode
        } else {
          let cur = this.root
    
          while(1) {
            if (cur.data < data) {
              if (!cur.right) {
                cur.right = newNode
                break
              }
    
              cur = cur.right
            } else {
              if (!cur.left) {
                cur.left = newNode
                break
              }
    
              cur = cur.left
            }
          }
        }
      }
    
      // 中序遍历
      inOrder (node) {
        if (node != null) {
          this.inOrder(node.left)
          console.log(node.data)
          this.inOrder(node.right)
        }
      }
    
      // 前序遍历
      preOrder (node) {
        if (node != null) {
          console.log(node.data)
          this.preOrder(node.left)
          this.preOrder(node.right)
        }
      }
    
      // 后序遍历
      nextOrder (node) {
        if (node != null) {
          this.nextOrder(node.left)
          this.nextOrder(node.right)
          console.log(node.data)
        }
      }
    
    // 广度遍历
      guangdu() {
        const queue = []
    
        const pushChild = (node) => { 
          if (node.left) {
            queue.unshift(node.left)
          }
          if (node.right) {
            queue.unshift(node.right)
          }
        }
    
        queue.push(this.root)
    
        while(queue.length) {
          const c = queue.pop()
          console.log(c.data)
          pushChild(c)
        }
      }
    
      // 深度遍历
      shendu() {
        const queue = []
    
        const pushChild = (node) => { 
          if (node.left) {
            queue.push(node.left)
          }
          if (node.right) {
            queue.push(node.right)
          }
        }
    
        queue.push(this.root)
    
        while(queue.length) {
          const c = queue.pop()
          console.log(c.data)
          pushChild(c)
        }
      }
    
      // 取得最小值
      getMin (node) {
        node = node ? node : this.root 
    
        if (!node.left) {
          return node
        } else {
          return this.getMin(node.left)
        }
      }
    
      // 取得最大值
      getMax (node) {
        node = node ? node : this.root
    
        if (!node.right) {
          return node
        } else {
          return this.getMax(node.right)
        }
      }
    
      // 查找节点
      find (data) {
        let cur = this.root
    
        while (cur) {
          if (data < cur.data) {
            cur = cur.left
          } else if (data > cur.data) {
            cur = cur.right
          } else {
            return cur
          }
        }
      }
    
      // 移除节点
      remove (node, data) {
        if (node === null) {
          return null
        }
    
        if (data < node.data) {
          node.left = this.remove(node.left, data)
          return node
        } else if (data > node.data) {
          node.right = this.remove(node.right, data)
          return node
        } else {
          if (node.left === null && node.right === null) {
            return null
          }
          else if (node.left === null) {
            return node.right
          } 
          else if (node.right === null) {
            return node.left
          } 
          else {
            // 右子树的最左节点
            // const _node = this.getMin(node.right)
            // node.data = _node.data
            // node.right = this.remove(node.right, node.data)
            
            // 左子树的最右节点
            const _node = this.getMax(node.left)
            node.data = _node.data
            node.left = this.remove(node.left, node.data)
    
            return node
          }
        }
      }
    }
    
    const tree = new Tree()
    tree.insert(2)
    tree.insert(1)
    tree.insert(8)
    tree.insert(4)
    tree.insert(6)
    tree.insert(3)
    tree.insert(2)
    tree.insert(9)
    tree.insert(5)
    tree.insert(7)
    tree.insert(10)
    
    tree.remove(tree.root, 8)
    
    console.log(tree)
    // tree.nextOrder(tree.root)
    // console.log(tree.getMin())
    // console.log(tree.getMax())
    // console.log(tree.find(3))
    

    同样的一串数字,插入的先后顺序不同,那么形成的二叉树排列也不同

    说一下删除节点,被删除节点如果两个子树都存在:

    1. 选取左子树的最右节点的值替换掉被删除节点的值
    2. 删除左子树的最右节点
      同理,用右子树的最左节点去做上面两步也是可以的

    为什么要左子树的最右节点呢?
    因为要选取一个其它节点换到被删除节点的位置,这个节点要比被删除节点的左子树的根节点要大,比右子树的根节点要小,那么可以从左子树的右子树中选择,这个右子树中有很多节点啊,选谁都可以,但是为了方便起见,我们取一个最大值,即是左子树中的最右节点,因为末端节点可能只有一个子树或者没有子树,删除最右节点时,将子树的值替换到最右节点的位置即可。

    删除节点后树的排列方式只有一种吗?
    不是

    1. 按照上面两种利用左子树的最右节点或者右子树的最左节点,最少是两种方式
    2. 上面说了,为了方便起见,我们使用了左子树的最右节点,如果不考虑方便,有很多节点都可以考虑,排列方式又是不一样的
    1.jpg

    遍历:
    前序遍历:根-左-右
    中序遍历:左-根-右
    后续遍历:左-右-根
    看出规律了吧!
    还有这种遍历顺序不仅仅是针对整个二叉树,其实也针对每个局部的子树
    类似动态规划,将大问题拆解成小问题,从整体看局部

    22.jpg

    拿中序遍历举例:


    23.jpg

    可以看出,这个步骤是可以通过递归来完成的
    我们先去递归左子树,然后直接输出根元素,然后再去递归右子树
    对于左子树,重复上述过程
    对于左子树的左子树,重复上述过程
    ...
    同理,对于右子树也是上述过程

    可能,同学们对于上述遍历的递归写法还是有点不太理解,那么分析一下:

    // 中序遍历
      inOrder (node) {
        if (node != null) {
          this.inOrder(node.left)
          console.log(node.data)
          this.inOrder(node.right)
        }
      }
    

    意思是:如果节点不为 null,那么先去递归左子树,输出根节点值,递归右子树
    左边递归不走完的话,console.log 是永远不会执行的
    递归有递归的终止条件,不然就会无限递归,这个条件就是 node == null
    那么左递归停止,就代表上一次递归的子树没有左节点,直接输出子树的根节点
    然后开始递归该子树的右子树,同理,对于右子树的每一个节点,也是先开始递归左子树,输出根节点值,递归右子树

    所以,对于一棵树中的所有节点,都要走这个递归的3个过程。一个节点完全递归完毕,就是左子树递归完毕,输出根节点值,右子树递归完毕。即递归到叶子节点的时候,因为叶子节点没有左子树,也没有右子树,最终输出该叶子节点的值。

    24.jpg

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