建立一个二叉查找树

写出建立二叉树的代码。插入，删除，查找最大以及最小值等。

import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
  
public class BinarySearchTree {  
  
    // 树的根结点  
    private TreeNode root = null;  
  
    // 遍历结点列表  
    private List<TreeNode> nodelist = new ArrayList<TreeNode>();  
  
    private class TreeNode {  
  
        private int key;  
        private TreeNode leftChild;  
        private TreeNode rightChild;  
        private TreeNode parent;  
  
        public TreeNode(int key, TreeNode leftChild, TreeNode rightChild,  
                TreeNode parent) {  
            this.key = key;  
            this.leftChild = leftChild;  
            this.rightChild = rightChild;  
            this.parent = parent;  
        }  
  
        public int getKey() {  
            return key;  
        }  
  
        public String toString() {  
            String leftkey = (leftChild == null ? "" : String  
                    .valueOf(leftChild.key));  
            String rightkey = (rightChild == null ? "" : String  
                    .valueOf(rightChild.key));  
            return "(" + leftkey + " , " + key + " , " + rightkey + ")";  
        }  
  
    }  
  
    /** 
     * isEmpty: 判断二叉查找树是否为空；若为空，返回 true ，否则返回 false . 
     *  
     */  
    public boolean isEmpty() {  
        if (root == null) {  
            return true;  
        } else {  
            return false;  
        }  
    }  
  
    /** 
     * TreeEmpty: 对于某些二叉查找树操作(比如删除关键字)来说，若树为空，则抛出异常。 
     */  
    public void TreeEmpty() throws Exception {  
        if (isEmpty()) {  
            throw new Exception("树为空!");  
        }  
    }  
  
    /** 
     * search: 在二叉查找树中查询给定关键字 
     *  
     * @param key 
     *            给定关键字 
     * @return 匹配给定关键字的树结点 
     */  
    public TreeNode search(int key) {  
        TreeNode pNode = root;  
        while (pNode != null && pNode.key != key) {  
            if (key < pNode.key) {  
                pNode = pNode.leftChild;  
            } else {  
                pNode = pNode.rightChild;  
            }  
        }  
        return pNode;  
    }  
  
    /** 
     * minElemNode: 获取二叉查找树中的最小关键字结点 
     *  
     * @return 二叉查找树的最小关键字结点 
     * @throws Exception 
     *             若树为空，则抛出异常 
     */  
    public TreeNode minElemNode(TreeNode node) throws Exception {  
        if (node == null) {  
            throw new Exception("树为空！");  
        }  
        TreeNode pNode = node;  
        while (pNode.leftChild != null) {  
            pNode = pNode.leftChild;  
        }  
        return pNode;  
    }  
  
    /** 
     * maxElemNode: 获取二叉查找树中的最大关键字结点 
     *  
     * @return 二叉查找树的最大关键字结点 
     * @throws Exception 
     *             若树为空，则抛出异常 
     */  
    public TreeNode maxElemNode(TreeNode node) throws Exception {  
        if (node == null) {  
            throw new Exception("树为空！");  
        }  
        TreeNode pNode = node;  
        while (pNode.rightChild != null) {  
            pNode = pNode.rightChild;  
        }  
        return pNode;  
    }  
  
    /** 
     * successor: 获取给定结点在中序遍历顺序下的后继结点 
     *  
     * @param node 
     *            给定树中的结点 
     * @return 若该结点存在中序遍历顺序下的后继结点，则返回其后继结点；否则返回 null 
     * @throws Exception 
     */  
    public TreeNode successor(TreeNode node) throws Exception {  
        if (node == null) {  
            return null;  
        }  
  
        // 若该结点的右子树不为空，则其后继结点就是右子树中的最小关键字结点  
        if (node.rightChild != null) {  
            return minElemNode(node.rightChild);  
        }  
        // 若该结点右子树为空  
        TreeNode parentNode = node.parent;  
        while (parentNode != null && node == parentNode.rightChild) {  
            node = parentNode;  
            parentNode = parentNode.parent;  
        }  
        return parentNode;  
    }  
  
    /** 
     * precessor: 获取给定结点在中序遍历顺序下的前趋结点 
     *  
     * @param node 
     *            给定树中的结点 
     * @return 若该结点存在中序遍历顺序下的前趋结点，则返回其前趋结点；否则返回 null 
     * @throws Exception 
     */  
    public TreeNode precessor(TreeNode node) throws Exception {  
        if (node == null) {  
            return null;  
        }  
  
        // 若该结点的左子树不为空，则其前趋结点就是左子树中的最大关键字结点  
        if (node.leftChild != null) {  
            return maxElemNode(node.leftChild);  
        }  
        // 若该结点左子树为空  
        TreeNode parentNode = node.parent;  
        while (parentNode != null && node == parentNode.leftChild) {  
            node = parentNode;  
            parentNode = parentNode.parent;  
        }  
        return parentNode;  
    }  
  
    /** 
     * insert: 将给定关键字插入到二叉查找树中 
     *  
     * @param key 
     *            给定关键字 
     */  
    public void insert(int key) {  
        TreeNode parentNode = null;  
        TreeNode newNode = new TreeNode(key, null, null, null);  
        TreeNode pNode = root;  
        if (root == null) {  
            root = newNode;  
            return;  
        }  
        while (pNode != null) {  
            parentNode = pNode;  
            if (key < pNode.key) {  
                pNode = pNode.leftChild;  
            } else if (key > pNode.key) {  
                pNode = pNode.rightChild;  
            } else {  
                // 树中已存在匹配给定关键字的结点，则什么都不做直接返回  
                return;  
            }  
        }  
        if (key < parentNode.key) {  
            parentNode.leftChild = newNode;  
            newNode.parent = parentNode;  
        } else {  
            parentNode.rightChild = newNode;  
            newNode.parent = parentNode;  
        }  
  
    }  
  
    /** 
     * insert: 从二叉查找树中删除匹配给定关键字相应的树结点 
     *  
     * @param key 
     *            给定关键字 
     */  
    public void delete(int key) throws Exception {  
        TreeNode pNode = search(key);  
        if (pNode == null) {  
            throw new Exception("树中不存在要删除的关键字!");  
        }  
        delete(pNode);  
    }  
  
    /** 
     * delete: 从二叉查找树中删除给定的结点. 
     *  
     * @param pNode 
     *            要删除的结点 
     *  
     *            前置条件： 给定结点在二叉查找树中已经存在 
     * @throws Exception 
     */  
    private void delete(TreeNode pNode) throws Exception {  
        if (pNode == null) {  
            return;  
        }  
        if (pNode.leftChild == null && pNode.rightChild == null) { // 该结点既无左孩子结点，也无右孩子结点  
            TreeNode parentNode = pNode.parent;  
            if (pNode == parentNode.leftChild) {  
                parentNode.leftChild = null;  
            } else {  
                parentNode.rightChild = null;  
            }  
            return;  
        }  
        if (pNode.leftChild == null && pNode.rightChild != null) { // 该结点左孩子结点为空，右孩子结点非空  
            TreeNode parentNode = pNode.parent;  
            if (pNode == parentNode.leftChild) {  
                parentNode.leftChild = pNode.rightChild;  
                pNode.rightChild.parent = parentNode;  
            } else {  
                parentNode.rightChild = pNode.rightChild;  
                pNode.rightChild.parent = parentNode;  
            }  
            return;  
        }  
        if (pNode.leftChild != null && pNode.rightChild == null) { // 该结点左孩子结点非空，右孩子结点为空  
            TreeNode parentNode = pNode.parent;  
            if (pNode == parentNode.leftChild) {  
                parentNode.leftChild = pNode.leftChild;  
                pNode.rightChild.parent = parentNode;  
            } else {  
                parentNode.rightChild = pNode.leftChild;  
                pNode.rightChild.parent = parentNode;  
            }  
            return;  
        }  
        // 该结点左右孩子结点均非空，则删除该结点的后继结点，并用该后继结点取代该结点  
        TreeNode successorNode = successor(pNode);  
        delete(successorNode);  
        pNode.key = successorNode.key;  
    }  
  
    /** 
     * inOrderTraverseList: 获得二叉查找树的中序遍历结点列表 
     *  
     * @return 二叉查找树的中序遍历结点列表 
     */  
    public List<TreeNode> inOrderTraverseList() {  
        if (nodelist != null) {  
            nodelist.clear();  
        }  
        inOrderTraverse(root);  
        return nodelist;  
    }  
  
    /** 
     * inOrderTraverse: 对给定二叉查找树进行中序遍历 
     *  
     * @param root 
     *            给定二叉查找树的根结点 
     */  
    private void inOrderTraverse(TreeNode root) {  
        if (root != null) {  
            inOrderTraverse(root.leftChild);  
            nodelist.add(root);  
            inOrderTraverse(root.rightChild);  
        }  
    }  
  
    /** 
     * toStringOfOrderList: 获取二叉查找树中关键字的有序列表 
     *  
     * @return 二叉查找树中关键字的有序列表 
     */  
    public String toStringOfOrderList() {  
        StringBuilder sbBuilder = new StringBuilder(" [ ");  
        for (TreeNode p : inOrderTraverseList()) {  
            sbBuilder.append(p.key);  
            sbBuilder.append(" ");  
        }  
        sbBuilder.append("]");  
        return sbBuilder.toString();  
    }  
  
    /** 
     * 获取该二叉查找树的字符串表示 
     */  
    public String toString() {  
        StringBuilder sbBuilder = new StringBuilder(" [ ");  
        for (TreeNode p : inOrderTraverseList()) {  
            sbBuilder.append(p);  
            sbBuilder.append(" ");  
        }  
        sbBuilder.append("]");  
        return sbBuilder.toString();  
    }  
  
    public TreeNode getRoot() {  
        return root;  
    }  
  
    public static void testNode(BinarySearchTree bst, TreeNode pNode)  
            throws Exception {  
        System.out.println("本结点: " + pNode);  
        System.out.println("前趋结点: " + bst.precessor(pNode));  
        System.out.println("后继结点: " + bst.successor(pNode));  
    }  
  
    public static void testTraverse(BinarySearchTree bst) {  
        System.out.println("二叉树遍历：" + bst);  
        System.out.println("二叉查找树转换为有序列表: " + bst.toStringOfOrderList());  
    }  
  
    public static void main(String[] args) {  
        try {  
            BinarySearchTree bst = new BinarySearchTree();  
            System.out.println("查找树是否为空？ " + (bst.isEmpty() ? "是" : "否"));  
            int[] keys = new int[] { 15, 6, 18, 3, 7, 13, 20, 2, 9, 4 };  
            for (int key : keys) {  
                bst.insert(key);  
            }  
            System.out.println("查找树是否为空？ " + (bst.isEmpty() ? "是" : "否"));  
            TreeNode minkeyNode = bst.minElemNode(bst.getRoot());  
            System.out.println("最小关键字： " + minkeyNode.getKey());  
            testNode(bst, minkeyNode);  
            TreeNode maxKeyNode = bst.maxElemNode(bst.getRoot());  
            System.out.println("最大关键字： " + maxKeyNode.getKey());  
            testNode(bst, maxKeyNode);  
            System.out.println("根结点关键字： " + bst.getRoot().getKey());  
            testNode(bst, bst.getRoot());  
            testTraverse(bst);  
            System.out.println("****************************** ");  
            testTraverse(bst);  
        } catch (Exception e) {  
            System.out.println(e.getMessage());  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
  
}