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二分搜索树节点的插入
首先定义一个二分搜索树，Java 代码表示如下:
BST.java
public class BST, Value> {
// 树中的节点为私有的类, 外界不需要了解二分搜索树节点的具体实现
private class Node {
private Key key;
private Value value;
private Node left, right;
public Node(Key key, Value value) {
this.key = key;
this.value = value;
left = right = null;
}
}
// 根节点
private Node root;
// 树种的节点个数
private int count;
// 构造函数, 默认构造一棵空二分搜索树
public BST() {
root = null;
count = 0;
}
// 返回二分搜索树的节点个数
public int size() {
return count;
}
// 返回二分搜索树是否为空
public boolean isEmpty() {
return count == 0;
}
}
Node 表示节点，count 代表节点的数量。
以下实例向如下二分搜索树中插入元素 61 的步骤：
（1）需要插入的元素 61 比 42 大，比较 42 的右子树根节点。
（2）61 比 59 大，所以需要把 61 移动到 59 右子树相应位置，而此时为空，直接插入作为 59 的右子节点。
插入操作也是一个递归过程，分三种情况，等于、大于、小于。
Java 实例代码
BinarySearchTreeInsert.java
/**
* 二分搜索树插入新的元素
*/
public class BinarySearchTreeInsert, Value> {
// 树中的节点为私有的类, 外界不需要了解二分搜索树节点的具体实现
private class Node {
private Key key;
private Value value;
private Node left, right;
public Node(Key key, Value value) {
this.key = key;
this.value = value;
left = right = null;
}
}
private Node root; // 根节点
private int count; // 树种的节点个数
// 构造函数, 默认构造一棵空二分搜索树
public BinarySearchTreeInsert() {
root = null;
count = 0;
}
// 返回二分搜索树的节点个数
public int size() {
return count;
}
// 返回二分搜索树是否为空
public boolean isEmpty() {
return count == 0;
}
// 向二分搜索树中插入一个新的(key, value)数据对
public void insert(Key key, Value value) {
root = insert(root, key, value);
}
//核心代码---开始
// 向以node为根的二分搜索树中, 插入节点(key, value), 使用递归算法
// 返回插入新节点后的二分搜索树的根
private Node insert(Node node, Key key, Value value) {
if (node == null) {
count++;
return new Node(key, value);
}
if (key.compareTo(node.key) == 0)
node.value = value;
else if (key.compareTo(node.key) < 0)
node.left = insert(node.left, key, value);
else // key > node->key
node.right = insert(node.right, key, value);
return node;
}
//核心代码---结束
}
二分搜索树节点的查找
二分搜索树没有下标, 所以针对二分搜索树的查找操作, 这里定义一个 contain 方法, 判断二分搜索树是否包含某个元素, 返回一个布尔型变量, 这个查找的操作一样是一个递归的过程, 具体代码实现如下:
…
// 查看以node为根的二分搜索树中是否包含键值为key的节点, 使用递归算法
private boolean contain(Node node, Key key){
if( node == null )
return false;
if( key.compareTo(node.key) == 0 )
return true;
else if( key.compareTo(node.key) < 0 )
return contain( node.left , key );
else // key > node->key
return contain( node.right , key );
}
…
以下实例在二分搜索树中寻找 43 元素
(1) 元素 43 比根节点 42 大，需要在右子节点继续比较。
(2) 元素 43 比 59 小，需要在左子节点继续比较。
(3) 元素 43 比 51 小，需要在左子节点继续比较。
(4) 查找 51 的左子节点 43，正好和相等，结束。
如果需要查找 key 对应的 value，代码如下所示:
…
// 在以node为根的二分搜索树中查找key所对应的value, 递归算法
// 若value不存在, 则返回NULL
private Value search(Node node, Key key){
if( node == null )
return null;
if( key.compareTo(node.key) == 0 )
return node.value;
else if( key.compareTo(node.key) < 0 )
return search( node.left , key );
else // key > node->key
return search( node.right, key );
}
…
Java 实例代码
BinarySearchTreeSearch.java
/**
* 二分搜索树查找
*/
public class BinarySearchTreeSearch, Value> {
// 树中的节点为私有的类, 外界不需要了解二分搜索树节点的具体实现
private class Node {
private Key key;
private Value value;
private Node left, right;
public Node(Key key, Value value) {
this.key = key;
this.value = value;
left = right = null;
}
}
// 根节点
private Node root;
// 树种的节点个数
private int count;
// 构造函数, 默认构造一棵空二分搜索树
public BinarySearchTreeSearch() {
root = null;
count = 0;
}
// 返回二分搜索树的节点个数
public int size() {
return count;
}
// 返回二分搜索树是否为空
public boolean isEmpty() {
return count == 0;
}
// 向二分搜索树中插入一个新的(key, value)数据对
public void insert(Key key, Value value){
root = insert(root, key, value);
}
// 查看二分搜索树中是否存在键key
public boolean contain(Key key){
return contain(root, key);
}
// 在二分搜索树中搜索键key所对应的值。如果这个值不存在, 则返回null
public Value search(Key key){
return search( root , key );
}
//********************
//* 二分搜索树的辅助函数
//********************
// 向以node为根的二分搜索树中, 插入节点(key, value), 使用递归算法
// 返回插入新节点后的二分搜索树的根
private Node insert(Node node, Key key, Value value){
if( node == null ){
count ++;
return new Node(key, value);
}
if( key.compareTo(node.key) == 0 )
node.value = value;
else if( key.compareTo(node.key) < 0 )
node.left = insert( node.left , key, value);
else // key > node->key
node.right = insert( node.right, key, value);
return node;
}
// 查看以node为根的二分搜索树中是否包含键值为key的节点, 使用递归算法
private boolean contain(Node node, Key key){
if( node == null )
return false;
if( key.compareTo(node.key) == 0 )
return true;
else if( key.compareTo(node.key) < 0 )
return contain( node.left , key );
else // key > node->key
return contain( node.right , key );
}
// 在以node为根的二分搜索树中查找key所对应的value, 递归算法
// 若value不存在, 则返回NULL
private Value search(Node node, Key key){
if( node == null )
return null;
if( key.compareTo(node.key) == 0 )
return node.value;
else if( key.compareTo(node.key) < 0 )
return search( node.left , key );
else // key > node->key
return search( node.right, key );
}
}
Original: https://www.cnblogs.com/siwuxiebuff/p/16208538.html
Author: 思无邪buff
Title: 二分搜索树节点的插入及查找
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