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Java中树的存储结构实现示例代码

转载 作者：qq735679552 更新时间：2022-09-28 22:32:09 26 4
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这篇CFSDN的博客文章Java中树的存储结构实现示例代码由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

1、树 。

树与线性表、栈、队列等线性结构不同，树是一种非线性结构.

一棵树只有一个根节点，如果一棵树有了多个根节点，那它已经不再是一棵树了，而是多棵树的集合，也被称为森林.

2、树的父节点表示法 。

树中除根节点之外每个节点都有一个父节点，为了记录树中节点与节点之间的父子关系，可以为每个节点增加一个parent域，用以记录该节点的父节点.

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package com.ietree.basic.datastructure.tree;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
/**
  * Created by ietree
  * 2017/4/30
  */
public class TreeParent<E> {
 
   public static class Node<T> {
 
     T data;
     // 保存其父节点的位置
     int parent;
 
     public Node() {
 
     }
 
     public Node(T data) {
       this .data = data;
     }
 
     public Node(T data, int parent) {
       this .data = data;
       this .parent = parent;
     }
 
     public String toString() {
       return "TreeParent$Node[data=" + data + ", parent=" + parent + "]" ;
     }
 
   }
 
   private final int DEFAULT_TREE_SIZE = 100 ;
   private int treeSize = 0 ;
   // 使用一个Node[]数组来记录该树里的所有节点
   private Node<E>[] nodes;
   // 记录树的节点数
   private int nodeNums;
 
   // 以指定节点创建树
   public TreeParent(E data) {
     treeSize = DEFAULT_TREE_SIZE;
     nodes = new Node[treeSize];
     nodes[ 0 ] = new Node<E>(data, - 1 );
     nodeNums++;
   }
 
   // 以指定根节点、指定treeSize创建树
   public TreeParent(E data, int treeSize) {
     this .treeSize = treeSize;
     nodes = new Node[treeSize];
     nodes[ 0 ] = new Node<E>(data, - 1 );
     nodeNums++;
   }
 
   // 为指定节点添加子节点
   public void addNode(E data, Node parent) {
     for ( int i = 0 ; i < treeSize; i++) {
       // 找到数组中第一个为null的元素，该元素保存新节点
       if (nodes[i] == null ) {
         // 创建新节点，并用指定的数组元素保存它
         nodes[i] = new Node(data, pos(parent));
         nodeNums++;
         return ;
       }
     }
     throw new RuntimeException( "该树已满，无法添加新节点" );
   }
 
   // 判断树是否为空
   public boolean empty() {
     // 根结点是否为null
     return nodes[ 0 ] == null ;
   }
 
   // 返回根节点
   public Node<E> root() {
     // 返回根节点
     return nodes[ 0 ];
   }
 
   // 返回指定节点（非根结点）的父节点
   public Node<E> parent(Node node) {
     // 每个节点的parent记录了其父节点的位置
     return nodes[node.parent];
   }
 
   // 返回指定节点（非叶子节点）的所有子节点
   public List<Node<E>> children(Node parent) {
     List<Node<E>> list = new ArrayList<Node<E>>();
     for ( int i = 0 ; i < treeSize; i++) {
       // 如果当前节点的父节点的位置等于parent节点的位置
       if (nodes[i] != null && nodes[i].parent == pos(parent)) {
         list.add(nodes[i]);
       }
     }
     return list;
   }
 
   // 返回该树的深度
   public int deep() {
     // 用于记录节点的最大深度
     int max = 0 ;
     for ( int i = 0 ; i < treeSize && nodes[i] != null ; i++) {
       // 初始化本节点的深度
       int def = 1 ;
       // m 记录当前节点的父节点的位置
       int m = nodes[i].parent;
       // 如果其父节点存在
       while (m != - 1 && nodes[m] != null ) {
         // 向上继续搜索父节点
         m = nodes[m].parent;
         def++;
       }
       if (max < def) {
         max = def;
       }
     }
     return max;
   }
 
   // 返回包含指定值的节点
   public int pos(Node node) {
     for ( int i = 0 ; i < treeSize; i++) {
       // 找到指定节点
       if (nodes[i] == node) {
         return i;
       }
     }
     return - 1 ;
   }
 
}

测试类:

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package com.ietree.basic.datastructure.tree;
 
import java.util.List;
 
/**
  * Created by ietree
  * 2017/4/30
  */
public class treeParentTest {
 
   public static void main(String[] args) {
 
     TreeParent<String> tp = new TreeParent<String>( "root" );
     TreeParent.Node root = tp.root();
     System.out.println(root);
     tp.addNode( "节点1" , root);
     System.out.println( "此树的深度：" + tp.deep());
     tp.addNode( "节点2" , root);
     // 获取根节点的所有子节点
     List<TreeParent.Node<String>> nodes = tp.children(root);
     System.out.println( "根节点的第一个子节点：" + nodes.get( 0 ));
     // 为根节点的第一个子节点新增一个子节点
     tp.addNode( "节点3" , nodes.get( 0 ));
     System.out.println( "此树的深度：" + tp.deep());
 
   }
}

程序输出:

TreeParent$Node[data=root, parent=-1] 此树的深度：2 根节点的第一个子节点：TreeParent$Node[data=节点1, parent=0] 此树的深度：3 。

3、子节点链表示法 。

让父节点记住它的所有子节点.

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package com.ietree.basic.datastructure.tree;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
/**
  * Created by ietree
  * 2017/4/30
  */
public class TreeChild<E> {
 
   private static class SonNode {
     // 记录当前节点的位置
     private int pos;
     private SonNode next;
 
     public SonNode( int pos, SonNode next) {
       this .pos = pos;
       this .next = next;
     }
   }
 
   public static class Node<T> {
     T data;
     // 记录第一个子节点
     SonNode first;
 
     public Node(T data) {
       this .data = data;
       this .first = null ;
     }
 
     public String toString() {
       if (first != null ) {
         return "TreeChild$Node[data=" + data + ", first=" + first.pos + "]" ;
       } else {
         return "TreeChild$Node[data=" + data + ", first=-1]" ;
       }
     }
   }
 
   private final int DEFAULT_TREE_SIZE = 100 ;
   private int treeSize = 0 ;
   // 使用一个Node[]数组来记录该树里的所有节点
   private Node<E>[] nodes;
   // 记录节点数
   private int nodeNums;
 
   // 以指定根节点创建树
   public TreeChild(E data) {
     treeSize = DEFAULT_TREE_SIZE;
     nodes = new Node[treeSize];
     nodes[ 0 ] = new Node<E>(data);
     nodeNums++;
   }
 
   // 以指定根节点、指定treeSize创建树
   public TreeChild(E data, int treeSize) {
     this .treeSize = treeSize;
     nodes = new Node[treeSize];
     nodes[ 0 ] = new Node<E>(data);
     nodeNums++;
   }
 
   // 为指定节点添加子节点
   public void addNode(E data, Node parent) {
     for ( int i = 0 ; i < treeSize; i++) {
       // 找到数组中第一个为null的元素，该元素保存新节点
       if (nodes[i] == null ) {
         // 创建新节点，并用指定数组元素保存它
         nodes[i] = new Node(data);
         if (parent.first == null ) {
           parent.first = new SonNode(i, null );
         } else {
           SonNode next = parent.first;
           while (next.next != null ) {
             next = next.next;
           }
           next.next = new SonNode(i, null );
         }
         nodeNums++;
         return ;
       }
     }
     throw new RuntimeException( "该树已满，无法添加新节点" );
   }
 
   // 判断树是否为空
   public boolean empty() {
     // 根结点是否为null
     return nodes[ 0 ] == null ;
   }
 
   // 返回根节点
   public Node<E> root() {
     // 返回根节点
     return nodes[ 0 ];
   }
 
   // 返回指定节点（非叶子节点）的所有子节点
   public List<Node<E>> children(Node parent) {
 
     List<Node<E>> list = new ArrayList<Node<E>>();
     // 获取parent节点的第一个子节点
     SonNode next = parent.first;
     // 沿着孩子链不断搜索下一个孩子节点
     while (next != null ) {
       // 添加孩子链中的节点
       list.add(nodes[next.pos]);
       next = next.next;
     }
     return list;
 
   }
 
   // 返回指定节点（非叶子节点）的第index个子节点
   public Node<E> child(Node parent, int index) {
     // 获取parent节点的第一个子节点
     SonNode next = parent.first;
     // 沿着孩子链不断搜索下一个孩子节点
     for ( int i = 0 ; next != null ; i++) {
       if (index == i) {
         return nodes[next.pos];
       }
       next = next.next;
     }
     return null ;
   }
 
   // 返回该树的深度
   public int deep() {
     // 获取该树的深度
     return deep(root());
   }
 
   // 这是一个递归方法：每棵子树的深度为其所有子树的最大深度 + 1
   private int deep(Node node) {
     if (node.first == null ) {
       return 1 ;
     } else {
       // 记录其所有子树的最大深度
       int max = 0 ;
       SonNode next = node.first;
       // 沿着孩子链不断搜索下一个孩子节点
       while (next != null ) {
         // 获取以其子节点为根的子树的深度
         int tmp = deep(nodes[next.pos]);
         if (tmp > max) {
           max = tmp;
         }
         next = next.next;
       }
       // 最后，返回其所有子树的最大深度 + 1
       return max + 1 ;
     }
   }
 
   // 返回包含指定值得节点
   public int pos(Node node) {
     for ( int i = 0 ; i < treeSize; i++) {
       // 找到指定节点
       if (nodes[i] == node) {
         return i;
       }
     }
     return - 1 ;
   }
 
}

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package com.ietree.basic.datastructure.tree;
 
import java.util.List;
 
/**
  * Created by ietree
  * 2017/4/30
  */
public class TreeChildTest {
 
   public static void main(String[] args) {
 
     TreeChild<String> tp = new TreeChild<String>( "root" );
     TreeChild.Node root = tp.root();
     System.out.println(root);
     tp.addNode( "节点1" , root);
     tp.addNode( "节点2" , root);
     tp.addNode( "节点3" , root);
     System.out.println( "添加子节点后的根结点：" + root);
     System.out.println( "此树的深度：" + tp.deep());
     // 获取根节点的所有子节点
     List<TreeChild.Node<String>> nodes = tp.children(root);
     System.out.println( "根节点的第一个子节点：" + nodes.get( 0 ));
     // 为根节点的第一个子节点新增一个子节点
     tp.addNode( "节点4" , nodes.get( 0 ));
     System.out.println( "此树第一个子节点：" + nodes.get( 0 ));
     System.out.println( "此树的深度：" + tp.deep());
 
   }
 
}

程序输出:

TreeChild$Node[data=root, first=-1] 添加子节点后的根结点：TreeChild$Node[data=root, first=1] 此树的深度：2 根节点的第一个子节点：TreeChild$Node[data=节点1, first=-1] 此树第一个子节点：TreeChild$Node[data=节点1, first=4] 此树的深度：3 。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我.

原文链接：http://www.cnblogs.com/Dylansuns/p/6791270.html 。

最后此篇关于Java中树的存储结构实现示例代码的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Java中树的存储结构实现示例代码的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。

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