二叉树

二叉树是一种非常重要的数据结构，它同时具有数组和链表各自的特点：它可以像数组一样快速查找，也可以像链表一样快速添加。但是他也有自己的缺点：删除操作复杂。

很多语言的map、set结构就是用二叉搜索树实现的 ，优先队列一般是用大顶堆实现的吧，一般的大顶堆是二叉树吧

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package BinaryTree;

import java.util.Stack;

public class BinaryTree {
 
 /** 
     * 二叉树的节点数据结构 
     */
 private class TreeNode {
  private int key = 0;
  private String data = null;
  private boolean isVisted = false;
  private TreeNode leftChild = null;
  private TreeNode rightChild = null;
//  public TreeNode(){}
  public TreeNode(int key,String data){
   this.key = key;
   this.data = data;
   this.leftChild = null;
   this.rightChild = null;
  }
  
 }
 
 private TreeNode root = null;
 public BinaryTree(){
  root = new TreeNode(1,"rootNode(A)");
 }
 /**
  * 创建二叉树
  * *        A
  *     B          C
  *  D     E            F
  * @param args
  */
 public void createBinTree(TreeNode root){
  TreeNode newNodeB = new TreeNode(2,"B");
  TreeNode newNodeC = new TreeNode(3,"C");
  TreeNode newNodeD = new TreeNode(4,"D");
  TreeNode newNodeE = new TreeNode(5,"E");
  TreeNode newNodeF = new TreeNode(6,"F");
  root.leftChild = newNodeB;
  root.rightChild = newNodeC;
  root.leftChild.leftChild=newNodeD;
  root.leftChild.rightChild=newNodeE;
  root.rightChild.rightChild=newNodeF;
 }
 
 public boolean isEmpty(){
        return root == null;
 }
 
 public int size(){
  return size(root);
 }
 
 private int size(TreeNode subTree){
  if(subTree == null){
   return 0;
  }else{
   return 1+size(subTree.leftChild)+size(subTree.rightChild);
  }
 }
 
 public int height(){
  return height(root);
 }
 
 private int height(TreeNode subTree) {
  if(subTree == null){
   return 0;
  }else{
   int i = height(subTree.leftChild);
   int j = height(subTree.rightChild);
   return (i>j)?(j+1):(i+1);
  }
 }
 
 /**
  * 前序遍历
  * 递归左节点、右节点
  * @param subTree
  */
 private void preOrder(TreeNode subTree) {
  if(subTree!=null){
   visted(subTree);
   preOrder(subTree.leftChild);
   preOrder(subTree.rightChild);
  }
 }
 /**
  * 中序遍历
  * 递归
  * @param subTree
  */
 private void inOrder(TreeNode subTree) {
  if(subTree!=null){
         inOrder(subTree.leftChild);
         visted(subTree);
         inOrder(subTree.rightChild);
     }
 }
 /**
  * 后序遍历
  * 递归
  * @param subTree
  */
 public void postOrder(TreeNode subTree) {
     if (subTree != null) {
         postOrder(subTree.leftChild);
         postOrder(subTree.rightChild);
         visted(subTree);
     }
 }
 private void visted(TreeNode subTree) {
  subTree.isVisted=true;
  System.out.println("key:"+subTree.key+"--name:"+subTree.data);
 }
 
 
 public static void main(String[] args) {
  BinaryTree bt = new BinaryTree();
  bt.createBinTree(bt.root);
  System.out.println("SIZE:"+bt.size());
  System.out.println("HEIGHT:"+bt.height());
  
  System.out.println("*******(前序遍历)[ABDECF]遍历*****************");
  // 基本思想：先访问根结点，再先序遍历左子树，最后再先序遍历右子树即根—左—右。
     bt.preOrder(bt.root);
    
     System.out.println("*******(中序遍历)[DBEACF]遍历*****************");
     // 基本思想：先中序遍历左子树，然后再访问根结点，最后再中序遍历右子树即左—根—右。
     bt.inOrder(bt.root);
    
     System.out.println("*******(后序遍历)[DEBFCA]遍历*****************");
     // 基本思想：先后序遍历左子树，然后再后序遍历右子树，最后再访问根结点即左—右—根。
     bt.postOrder(bt.root);
    
    
    
     /**  stack  的方法说明
      * - push() - 在栈顶添加元素 - peek() - 返回栈顶的元素，但是不删除栈顶元素 - pop() - 和peek()一样返回栈顶元素，但是要将栈顶元素移除掉
   * - empty() - 检查栈是否为空 - search() - 返回元素在堆栈中的位置
      */
     System.out.println("***非递归实现****(前序遍历)[ABDECF]遍历*****************");
     bt.nonRecPreOrder(bt.root);
    
     System.out.println("***非递归实现****(中序遍历)[DBEACF]遍历*****************");
     bt.nonRecInOrder(bt.root);
    
     System.out.println("***非递归实现****(后序遍历)[DEBFCA]遍历*****************");
     bt.noRecPostOrder(bt.root);
 }
 
 // 前序遍历的非递归实现
 private void nonRecPreOrder(TreeNode p) {
  Stack<TreeNode> stack = new Stack<TreeNode>();
     TreeNode node=p;
     while(node!=null||stack.size()>0){
         while(node!=null){
             visted(node);
             stack.push(node);
             node=node.leftChild;
         }
         while(stack.size()>0){
             node=stack.pop();
             node=node.rightChild;
         }
     }
 }
 
 // 中序遍历的非递归实现
 public void nonRecInOrder(TreeNode p){
     Stack<TreeNode> stack =new Stack<BinaryTree.TreeNode>();
     TreeNode node = p;
     while(node!=null||stack.size()>0){
         //存在左子树
         while(node != null){
             stack.push(node);
             node = node.leftChild;
         }
         //栈非空
         if(stack.size()>0){
             node = stack.pop();
             visted(node);
             node = node.rightChild;
         }
     }
 }
 
 // 后序遍历的非递归实现
 public void noRecPostOrder(TreeNode p){
     Stack<TreeNode> stack=new Stack<BinaryTree.TreeNode>();
     TreeNode node = p;
     while(p!=null){
         //左子树入栈
         for(;p.leftChild!=null;p=p.leftChild){
             stack.push(p);
         }
         //当前结点无右子树或右子树已经输出
         while(p!=null&&(p.rightChild==null||p.rightChild==node)){
             visted(p);
             //纪录上一个已输出结点
             node =p;
             if(stack.empty())
                 return;
             p = stack.pop();
         }
         //处理右子树
         stack.push(p);
         p = p.rightChild;
     }
 }
}

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