java中二叉树如何输入数据二叉树 java

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岁月静好呀 2023-07-22 10:43:56

文章标签 java中二叉树如何输入数据 java 算法数据结构结点 文章分类 Java 后端开发

文章目录

一、二叉树

1、树的常用术语
2、二叉树的概念
3、二叉树的遍历说明

二叉树的遍历应用实例（前序，中序，后序）
二叉树-查找指定结点

4、二叉树-删除结点
5、顺序存储二叉树

概念

6、线索化二叉树

线索化二叉树基本介绍
线索化二叉树应用案例
遍历线索化二叉树

一、二叉树

1、树的常用术语

树示意图：

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_算法

结点
根节点
父节点
子节点
叶子结点（没有子节点的结点）
结点的权（结点值）
路劲（从root结点找到该节点的路线）
层
子树
树的高度（最大层数）
森林（多棵二叉树构成森林）

2、二叉树的概念

树有很多种，每个结点最多只能有两个子节点的一种形式称为二叉树。
二叉树的字子节点分为左结点和右结点
示意图：

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_java中二叉树如何输入数据_02

如果该二叉树的所有叶子结点都在最后一层，并且结点总数为：2n-1,n为层数，则我们称之为满二叉树。

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_java_03

如果该二叉树的所有叶子结点都在最后一层或者倒数第二层，而且最后一层的叶子结点在左边连续，倒数第二层的叶子结点在右边连续，我们称之为完全二叉树。

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_java_04

3、二叉树的遍历说明

使用前序,中序和后序对下面的二叉树进行遍历.

前序遍历：先输出父节点,再遍历左子树和右子树
中序遍历：先遍历左子树,再输出父节点,再遍历右子树
后序遍历：先遍历左子树,再遍历右子树,最后输出父节点
小结：看输出父节点的顺序,就确定是前序,中序还是后序

二叉树的遍历应用实例（前序，中序，后序）

应用实例的说明和思路：

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_java_05

代码实现

/* file:BinaryTreeDemo.java */
class BinaryTreeDemo{
    public static void main(String[] args){
        //先构建一颗二叉树
        BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
        //创建常见需要的结点
        HeroNode root = new HeroNode(1, "宋江");
        HeroNode node2 = new HeroNode(2, "吴用");
        HeroNode node3 = new HeroNode(3, "卢俊义");
        HeroNode node4 = new HeroNode(4, "林冲");
        HeroNode node5 = new HeroNode(5, "关胜");
        binaryTree.setRoot(root);

        // 说明：这里我们先手动创建二叉树吗，后面再使用递归的方式创建二叉树
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node3.setRight(node4);
        node3.setLeft(node5);

        // 测试遍历
        System.out.println("测试遍历~~~");
        System.out.println("前序遍历：");
        binaryTree.preOder();   // 1,2,3,5,4

        System.out.println("中序遍历：");
        binaryTree.infixOrder();    // 2,1,5,3,4

        System.out.println("后序遍历：");
        binaryTree.position();  // 2,5,4,3,1
    }
} 

// 定义二叉树
class BinaryTree{
    private HeroNode root;

    public void setRoot(HeroNode root){
        this.root = root;
    }

    // 前序遍历
    public void preOder(){
        if(this.root != null){
            this.root.preOrder();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
        }
    }
    
    // 中序遍历
    public void infixOrder(){
        if(this.root != null){
            this.root.infixOrder();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
        }
    }

    // 后序遍历
    public void position(){
        if(this.root != null){
            this.root.position();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
        }
    }
}

//  先创建结点
class HeroNode{
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;
    private HeroNode right;

    public HeroNode(int no, String name){
        this.no = no;
        this.name = name;    
    } 

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode [no="+ no +",name="+ name +"]";
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder(){
        // 输出当前结点
        System.out.println(this);

        // 遍历左子树
        if(this.left != null){
            this.left.preOrder();
        }

        // 遍历右子树
        if(this.right != null){
            this.right.preOrder();
        }
    }
    
    // 中序遍历
    public void infixOrder(){
        // 遍历左子树
        if(this.left != null){
            this.left.infixOrder();
        }

        // 输出当前结点
        System.out.println(this);

        // 遍历右子树
        if(this.right != null){
            this.right.infixOrder();
        }
    } 

    // 后序遍历
    public void position(){
        // 遍历左子节点
        if(this.left != null){
            this.left.position();
        }

        // 遍历右子节点
        if(this.right != null){
            this.right.position();
        }

        // 输出当前结点
        System.out.println(this);
    }
}

二叉树-查找指定结点

要求

1)请编写前序查找,中序查找和后序查找的方法。
2)并分别使用三种查找方式,查找heroNO=5的节点
3)并分析各种查找方式,分别比较了多少次
4)思路分析图解

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_结点_06

5）代码实现

/* file:BinaryTreeDemo.java */
class BinaryTreeDemo{
    public static void main(String[] args){
        //先构建一颗二叉树
        BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
        //创建常见需要的结点
        HeroNode root = new HeroNode(1, "宋江");
        HeroNode node2 = new HeroNode(2, "吴用");
        HeroNode node3 = new HeroNode(3, "卢俊义");
        HeroNode node4 = new HeroNode(4, "林冲");
        HeroNode node5 = new HeroNode(5, "关胜");
        binaryTree.setRoot(root);

        // 说明：这里我们先手动创建二叉树吗，后面再使用递归的方式创建二叉树
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node3.setRight(node4);
        node3.setLeft(node5);

        // // 测试遍历
        // System.out.println("测试遍历~~~");
        // System.out.println("前序遍历：");
        // binaryTree.preOder();   // 1,2,3,5,4

        // System.out.println("中序遍历：");
        // binaryTree.infixOrder();    // 2,1,5,3,4

        // System.out.println("后序遍历：");
        // binaryTree.position();  // 2,5,4,3,1

        // 测试查找
        System.out.println("测试查找~~~");
        int num = 5;    //查找目标
        HeroNode resNode;
        //中序查找
        System.out.println("前序查找：");
        resNode = binaryTree.preOrderSearch(num);
        if(resNode != null){
            System.out.printf("找到了，信息为： no = %d，name = %s\n",resNode.getNo(), resNode.getName());
        }else{
            System.out.printf("没有找到 no = %d 的英雄！\n",num);
        }

        //中序查找
        System.out.println("中序查找：");
        resNode = binaryTree.infixOrderSearch(num);
        if(resNode != null){
            System.out.printf("找到了，信息为： no = %d，name = %s\n",resNode.getNo(), resNode.getName());
        }else{
            System.out.printf("没有找到 no = %d 的英雄！\n",num);
        }

        //中序查找
        System.out.println("后续查找：");
        resNode = binaryTree.positOrderSearch(num);
        if(resNode != null){
            System.out.printf("找到了，信息为： no = %d，name = %s\n",resNode.getNo(), resNode.getName());
        }else{
            System.out.printf("没有找到 no = %d 的英雄！\n",num);
        }
    }
} 

// 定义二叉树
class BinaryTree{
    private HeroNode root;

    public void setRoot(HeroNode root){
        this.root = root;
    }

    // // 前序遍历
    // public void preOder(){
    //     if(this.root != null){
    //         this.root.preOrder();
    //     }else{
    //         System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
    //     }
    // }
    
    // // 中序遍历
    // public void infixOrder(){
    //     if(this.root != null){
    //         this.root.infixOrder();
    //     }else{
    //         System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
    //     }
    // }

    // // 后序遍历
    // public void position(){
    //     if(this.root != null){
    //         this.root.position();
    //     }else{
    //         System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
    //     }
    // }

    // 前序查找
    public HeroNode preOrderSearch(int no){
        if(root != null){
            return root.preOrderSearch(no);
        }else{
            return null;
        }
    }

    // 中序查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no){
        if(root != null){
            return root.infixOrderSearch(no);
        }else{
            return null;
        }
    }

    // 后续查找
    public HeroNode positOrderSearch(int no){
        if(root != null){
            return root.positOrderSearch(no);
        }else{
            return null;
        }
    } 
}

//  先创建结点
class HeroNode{
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;
    private HeroNode right;

    public HeroNode(int no, String name){
        this.no = no;
        this.name = name;    
    } 

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode [no="+ no +",name="+ name +"]";
    }

    // // 前序遍历
    // public void preOrder(){
    //     // 输出当前结点
    //     System.out.println(this);

    //     // 遍历左子树
    //     if(this.left != null){
    //         this.left.preOrder();
    //     }

    //     // 遍历右子树
    //     if(this.right != null){
    //         this.right.preOrder();
    //     }
    // }
    
    // // 中序遍历
    // public void infixOrder(){
    //     // 遍历左子树
    //     if(this.left != null){
    //         this.left.infixOrder();
    //     }

    //     // 输出当前结点
    //     System.out.println(this);

    //     // 遍历右子树
    //     if(this.right != null){
    //         this.right.infixOrder();
    //     }
    // } 

    // // 后序遍历
    // public void position(){
    //     // 遍历左子节点
    //     if(this.left != null){
    //         this.left.position();
    //     }

    //     // 遍历右子节点
    //     if(this.right != null){
    //         this.right.position();
    //     }

    //     // 输出当前结点
    //     System.out.println(this);
    // }

    // 前序遍历查找
    /*
     * 
     * @param no 查找no
     * @return 如果找到就返回Node，如果没有找到就返回 null
    */
    public HeroNode preOrderSearch(int no){
        System.out.println("进入前序查找~");
        // 比较当前结点是不是要找的结点
        if(this.no == no){
            return this;
        }
        
        HeroNode resNode = null;
        // 1.判断当前结点的左子节是否为空，如果不为空，则递归前序查找
        // 2.如果左递归前序查找，找到结点，返回结点
        if(this.left != null){
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        // 1.左递归前序查找，找到结点，则返回，否则继续判断，
        // 2.判断当前的结点的右子结点是否为空，如果不空，则继续向右递归前序查找
        if(this.right != null){
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    // 中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no){
        HeroNode resNode = null;
        // 1.判断当前结点的左子节是否为空，如果不为空，则递归中序查找
        if(this.left != null){
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        System.out.println("进入中序查找~");
        // 判断当前结点是否为查找结点，是返回，否则继续
        if(this.no == no){
            return this;
        }

        // 右递归中序查找
        if(this.right != null){
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    // 后续遍历查找
    public HeroNode positOrderSearch(int no){
        HeroNode resNode = null;
        // 左递归后续查找
        if(this.left != null){
            resNode = this.left.positOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        // 右递归后序查找
        if(this.right != null){
            resNode = this.right.positOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        System.out.println("进入后续查找~");
        // 判断当前结点是否为查找结点，是返回，否则继续
        if(this.no == no){
            return this;
        }

        return resNode;
    }
}

4、二叉树-删除结点

要求

1）如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点
2）如果删除的节点是非叶子节点，则删除该子树.
3）测试，删除掉5号叶子节点和3号子树.
4）完成删除思路分析

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_数据结构_07

5）代码实现

/* file:BinaryTreeDemo.java */
// 在 HeroNode 类中增加代码
// 递归删除指定结点
// 1.如果删除的结点为叶子结点，则删除该结点
// 2.如果删除结点不是叶子结点，则删除该子树
public void delNode(int no){
    // 思路：
    /*
     *  1.因为我们的二叉树是单向的，所以我们是判断当前结点的子结点是否需要删除结点，而不能去判断当前这个结点是不是需要删除结点，
        2.如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点就是要删除结点，就将this.left=nul1；并且就返回(结束递归删除)
        3.如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点就是要删除结点，就将this.right=null；并且就返回（结束递归删除）
        4.如果第2和第3步没有删除结点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
        5.如果第4步也没有删除结点，则应当向右子树进行递归删除。
    */
    
    // 2.如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点就是要删除结点，就将this.left=nul1；并且就返回(结束递归删除)
    if(this.left != null && this.left.no == no){
        this.left = null;
        return;
    }

    // 3.如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点就是要删除结点，就将this.right=null；并且就返回（结束递归删除）
    if(this.right != null && this.right.no == no){
        this.right = null;
        return;
    }

    // 4.如果第2和第3步没有删除结点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
    if(this.left != null){
        this.left.delNode(no);
    }

    // 5.如果第4步也没有删除结点，则应当向右子树进行递归删除。
    if(this.right != null){
        this.right.delNode(no);
    }
}

// 在 BinaryTree 类中增加代码
// 删除结点
public void delNode(int no){
    // 判断root结点是否为空
    if(this.root != null){
        // 这里马上就要判断删除结点是否为root结点，否则后面就没机会了
        if(this.root.getNo() == no){
            this.root = null;
            return;
        }else{
            this.root.delNode(no);
        }
    }else{
        System.out.println("空树，无法进行删除结点操作！！！");
    }
}


// 在 BinaryTreeDemo类 main方法中增加代码
// 测试删除结点
System.out.println("删除前，进行前序遍历");
binaryTree.preOder();
// binaryTree.delNode(5);
binaryTree.delNode(3);
System.out.println("删除后，前序遍历：");
binaryTree.preOder();

5、顺序存储二叉树

概念

基本说明

从数据存储来看，数组存储方式和树的存储方式可以相互转换，即数组可以转换为二叉树，树也可以转换为数组，看下面的示意图。

要求

右图的二叉树的结点要求以数组的方式来存放 arr：[1,2,3,4,5,6,7]
要求在遍历数组arr时，仍然可以前序遍历，中序遍历和后序遍历的方式来完成结点的遍历。

二叉树存储的特点：

顺序书通常只会考虑二叉树
第n个元素的左子节点为 2*n+1
第n个元素的右子节点为 2*n+2
第n个元素的父节点为 (n-1)/2
n:表示二叉树中的第几个元素（按0开始编号如下图所示）

顺序存储二叉树的遍历

要求：给你一个数组{1,2,3,4,5,6,7}，要求以二叉树前序遍历的方式进行遍历。
前序遍历的结构应该为：1,2,4,5,3,6,7
中序遍历的结点应该为：4,2,5,1,6,3,7
后序遍历的结点应该为：4,5,2,6,7,3,1
代码实现：

/* file:ArrBinaryTreeDemo.java */
public class ArrBinaryTreeDemo{
    public static void main(String[] args){
        int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7};
        // 创建一个ArrBinaryTree
        ArrBinaryTree arrBinaryTree = new ArrBinaryTree(arr);
        System.out.print("前序遍历：");
        // arrBinaryTree.preOrder(0);	//1,2,4,5,3,6,
        //使用重载的前序遍历方法，这样可以省去传0参的步骤，使代码更加整洁
        arrBinaryTree.preOrder();   
        System.out.println();
        System.out.print("中序遍历：");
        // arrBinaryTree.infixOrder(0);	//4,2,5,1,6,3,7
        arrBinaryTree.infixOrder();
        System.out.println();
        System.out.print("后续遍历：");
        // arrBinaryTree.followUp(0);	//4,5,2,6,7,3,1
        arrBinaryTree.followUp();
        System.out.println();
    }
}

class ArrBinaryTree{
    private int[] arr; //存储二叉树数据结点的数组

    public ArrBinaryTree(int[] arr){
        this.arr = arr;
    }


    // 重载 preOder()
    public void preOrder(){
        this.preOrder(0);
    }

    // 重载 infixOrder()
    public void infixOrder(){
        this.infixOrder(0);
    }

    // 重载 followUp()
    public void followUp(){
        this.followUp(0);
    }

    //编写一个方法完成顺序存储二叉树的前序遍历
    /**
	*
	* @param index 数组的下标
	*/
    public void preOrder(int index){
        // 如果数组为空，或者arr.length = 0
        if(arr == null || arr.length == 0){
            System.out.println("数组为空，不能按照二叉树的前序遍历！！！");
        }
        //输出当前这个元素
        System.out.print(arr[index]);
        //向左递归遍历
        if(index * 2 + 1 < arr.length){
            preOrder(index * 2 + 1);
        }
        //向右递归遍历
        if(index * 2 + 2 < arr.length){
            preOrder(index * 2 + 2);
        }
        return;
    }

    //编写一个方法完成顺序存储二叉树的中序遍历
    /**
	*
	* @param index 数组的下标
	*/
    public void infixOrder(int index){
        if(arr == null && arr.length == 0){
            System.out.println("数组为空，不能按照二叉树的中序遍历！！！");
        }
        if(index * 2 + 1 < arr.length){
            infixOrder(index * 2 + 1);
        }
        System.out.print(arr[index]);

        if(index * 2 + 2 < arr.length){
            infixOrder(index * 2 + 2);
        }
        return;
    }

    //编写一个方法完成顺序存储二叉树的后续遍历
    /**
	*
	* @param index 数组的下标
	*/
    public void followUp(int index){
        if(arr == null && index == arr.length){
            System.out.println("数组为空，不能按照二叉树的中序遍历！！！");
        }
        if(index * 2 + 1 < arr.length){
            followUp(index * 2 + 1);
        }
        if(index * 2 + 2 < arr.length){
            followUp(index * 2 + 2);
        }
        System.out.print(arr[index]);
    }
}

6、线索化二叉树

先看一个问题

将数列{1,3,6,8,10,14}构建成一颗二叉树. n+1=7

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_数据结构_08

问题分析:

当我们对上面的二叉树进行中序遍历时,数列为(8,3, 10, 1, 6, 14)

2)但是6,8, 10, 14这几个节点的左右指针，并没有完全的利用上.
3)如果我们希望充分的利用各个节点的左右指针，让各个节点可以指向自己的前后节点,怎么办?
4)解决方案-线索二叉树

线索化二叉树基本介绍

n个结点的二叉链表中含有n+1 【公式2n-(n-1)=n+1】个空指针域。利用二叉链表中的空指针域,存放指向该结点在某种遍历次序下的前驱和后继结点的指针(这种附加的指针称为"线索")

2)这种加上了线索的二叉链表称为线索链表,相应的二叉树称为线索二叉树(Threaded BinaryTree)。根据线索性质的不同,线索二叉树可分为前序线索二叉树、中序线索二叉树和后序线索二叉树三种

一个结点的前一个结点,称为前驱结点

4)一个结点的后一个结点，称为后继结点

线索化二叉树应用案例

应用案例说明:将下面的二叉树，进行中序线索二叉树。中序遍历的数列为{8,3,10,1,14,6}

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_java_09

思路分析：中序遍历的结果：{8,3,10,1,14,6}

java中二叉树如何输入数据二叉树 java_数据结构_10

说明：当线索化二叉树后，Node节点的属性left和right，有如下情况：

1）left指向的是左子树，也可能是指向的前驱节点.比如①节点left指向的左子树，而 ⑩节点的left指向的就是前驱节点.
2）right指向的是右子树，也可能是指向后继节点，比如①节点right 指向的是右子树，而①节点的right 指向的是后继节点.

代码实现

/* file:ThreadedBinaryTreeDemo.java */

public class ThreadedBinaryTreeDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 测试二叉树中序线索化功能
        HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");

        extracted(root, node2);
        root.setRight(node3);
        extracted(node2, node4);
        node2.setRight(node5);
        extracted(node3, node6);

        //测试线索化
        ThreadeBinaryTree threadeBinaryTree = new ThreadeBinaryTree();
        threadeBinaryTree.setRoot(root);
        threadeBinaryTree.threadedNodes();

        // 测试：以10号结点测试
        HeroNode leftNode = node5.getLeft();
        HeroNode rightNode = node5.getRight();
        System.out.println("10号结点的前驱结点是= " + leftNode);    //3
        System.out.println("10号结点的后继结点是= " + rightNode);   //1

        // 当线索化二叉树后，再用原来的遍历方式会出现问题
        // 因为原来的二叉树遍历是通过结点左右子节点为空来进行的
        // 线索化后的二叉树将结点的左右指针都有值了
        // threadeBinaryTree.infixOrder();
        System.out.println("使用线索化的方式遍历 线索化二叉树");
        threadeBinaryTree.threadedList();   // 8,3,10,1,14,6

    }

    private static void extracted(HeroNode node2, HeroNode node4) {
        node2.setLeft(node4);
    }
}

// 定义 ThreadeBinaryTree 实现了线索化功能的二叉树
class ThreadeBinaryTree{
    private HeroNode root;

    // 为了实现线索化，需要创建要给指向当前结点的前驱结点的指针
    // 在递归进行线索化时，pre 总是保留前一个结点
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root){
        this.root = root;
    }

    // 重载 threadedNodes 方法
    public void threadedNodes(){
        this.threadedNodes(root);
    }

    // 遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList(){
        // 定义一个变量，临时存储当前遍历的结点，从root开始
        HeroNode node = root;
        while(node != null){
            // 循环遍历找到leftType = 1 的这个结点，第一个找到的就是 8 结点
            // 后面随着遍历而变化，因当leftType = 1 时，说明该结点是按照线索化
            // 处理后的有效结点
            while(node.getleftType() == 0){
                node = node.getLeft();
            }
            // 打印当前结点
            System.out.println(node);
            // 如果当前结点的右指针指向的是后继结点，就一直输出
            while(node.getRitghtType() == 1){
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            // 替换这个遍历的结点
            node = node.getRight();
        }
    }

    // 编写对二叉树进行对中序线索化的方法
    /*
     * 
     * @param node 就是当前需要线索化的结点
    */
    public void threadedNodes(HeroNode node) {
        // 如果node == null,就不能线索化
        if(node == null){ 
            return;
        }

        // (一)先线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());
        // (二)线索化当前结点
        
        // 处理当前结点的前驱结点
        if(node.getLeft() == null){
            // 让当前结点的左指针指向前驱结点
            node.setLeft(pre);
            // 修改当前结点的左指针类型，指向前驱结点
            node.setleftType(1);
        } 

        // 处理后继结点
        if(pre != null && pre.getRight() == null){
            // 让前驱结点的右指针指向当前结点
            pre.setRight(node);
            // 修改前驱结点的右指针类型
            pre.setRitghtType(1);
        }
        // !!! 没处理一个结点后，让当前结点是下一个结点的前驱结点
        pre = node;

        // (三)在线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());
    }

    // 删除结点
    public void delNode(int no){
        // 判断root结点是否为空
        if(this.root != null){
            // 这里马上就要判断删除结点是否为root结点，否则后面就没机会了
            if(this.root.getNo() == no){
                this.root = null;
                return;
            }else{
                this.root.delNode(no);
            }
        }else{
            System.out.println("空树，无法进行删除结点操作！！！");
        }
    }

    // 前序遍历
    public void preOder(){
        if(this.root != null){
            this.root.preOrder();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
        }
    }
    
    // 中序遍历
    public void infixOrder(){
        if(this.root != null){
            this.root.infixOrder();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
        }
    }

    // 后序遍历
    public void position(){
        if(this.root != null){
            this.root.position();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历!!!");
        }
    }

    // 前序查找
    public HeroNode preOrderSearch(int no){
        if(root != null){
            return root.preOrderSearch(no);
        }else{
            return null;
        }
    }

    // 中序查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no){
        if(root != null){
            return root.infixOrderSearch(no);
        }else{
            return null;
        }
    }

    // 后续查找
    public HeroNode positOrderSearch(int no){
        if(root != null){
            return root.positOrderSearch(no);
        }else{
            return null;
        }
    } 
}

//  先创建结点
class HeroNode{
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;
    private HeroNode right;

    // 说明
    // 1.如果leftType == 0 表示指向的是左子树，如果1则表示指向前驱结点
    // 2.如果rightType == 0 表示指向的是右子树，如果为1表示指向后继结点
    private int leftType;
    private int ritghtType;
 
    public int getleftType(){
        return leftType;
    }

    public void setleftType(int leftType){
        this.leftType  = leftType;
    }

    public int getRitghtType() {
        return ritghtType;
    }

    public void setRitghtType(int ritghtType) {
        this.ritghtType = ritghtType;
    }

    public HeroNode(int no, String name){
        this.no = no;
        this.name = name;    
    } 

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode [no="+ no +",name="+ name +"]";
    }

    // 递归删除指定结点
    // 1.如果删除的结点为叶子结点，则删除该结点
    // 2.如果删除结点不是叶子结点，则删除该子树
    public void delNode(int no){
        // 思路：
        /*
         *  1.因为我们的二叉树是单向的，所以我们是判断当前结点的子结点是否需要删除结点，而不能去判断当前这个结点是不是需要删除结点，
            2.如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点就是要删除结点，就将this.left=nul1；并且就返回(结束递归删除)
            3.如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点就是要删除结点，就将this.right=null；并且就返回（结束递归删除）
            4.如果第2和第3步没有删除结点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
            5.如果第4步也没有删除结点，则应当向右子树进行递归删除。
        */
        
        // 2.如果当前结点的左子结点不为空，并且左子结点就是要删除结点，就将this.left=nul1；并且就返回(结束递归删除)
        if(this.left != null && this.left.no == no){
            this.left = null;
            return;
        }

        // 3.如果当前结点的右子结点不为空，并且右子结点就是要删除结点，就将this.right=null；并且就返回（结束递归删除）
        if(this.right != null && this.right.no == no){
            this.right = null;
            return;
        }

        // 4.如果第2和第3步没有删除结点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
        if(this.left != null){
            this.left.delNode(no);
        }

        // 5.如果第4步也没有删除结点，则应当向右子树进行递归删除。
        if(this.right != null){
            this.right.delNode(no);
        }
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder(){
        // 输出当前结点
        System.out.println(this);

        // 遍历左子树
        if(this.left != null){
            this.left.preOrder();
        }

        // 遍历右子树
        if(this.right != null){
            this.right.preOrder();
        }
    }
    
    // 中序遍历
    public void infixOrder(){
        // 遍历左子树
        if(this.left != null){
            this.left.infixOrder();
        }

        // 输出当前结点
        System.out.println(this);

        // 遍历右子树
        if(this.right != null){
            this.right.infixOrder();
        }
    } 

    // 后序遍历
    public void position(){
        // 遍历左子节点
        if(this.left != null){
            this.left.position();
        }

        // 遍历右子节点
        if(this.right != null){
            this.right.position();
        }

        // 输出当前结点
        System.out.println(this);
    }

    // 前序遍历查找
    /*
     * 
     * @param no 查找no
     * @return 如果找到就返回Node，如果没有找到就返回 null
    */
    public HeroNode preOrderSearch(int no){
        System.out.println("进入前序查找~");
        // 比较当前结点是不是要找的结点
        if(this.no == no){
            return this;
        }
        
        HeroNode resNode = null;
        // 1.判断当前结点的左子节是否为空，如果不为空，则递归前序查找
        // 2.如果左递归前序查找，找到结点，返回结点
        if(this.left != null){
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        // 1.左递归前序查找，找到结点，则返回，否则继续判断，
        // 2.判断当前的结点的右子结点是否为空，如果不空，则继续向右递归前序查找
        if(this.right != null){
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    // 中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch(int no){
        HeroNode resNode = null;
        // 1.判断当前结点的左子节是否为空，如果不为空，则递归中序查找
        if(this.left != null){
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        System.out.println("进入中序查找~");
        // 判断当前结点是否为查找结点，是返回，否则继续
        if(this.no == no){
            return this;
        }

        // 右递归中序查找
        if(this.right != null){
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }

    // 后续遍历查找
    public HeroNode positOrderSearch(int no){
        HeroNode resNode = null;
        // 左递归后续查找
        if(this.left != null){
            resNode = this.left.positOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        // 右递归后序查找
        if(this.right != null){
            resNode = this.right.positOrderSearch(no);
        }
        if(resNode != null){
            return resNode;
        }

        System.out.println("进入后续查找~");
        // 判断当前结点是否为查找结点，是返回，否则继续
        if(this.no == no){
            return this;
        }

        return resNode;
    }
}

遍历线索化二叉树

1）说明：对前面的中序线索化的二叉树，进行遍历
2）分析：因为线素化后，各个结点指向有变化，因此原来的遍历方式不能使用，这时需要使用新的方式遍历

线索化二叉树，各个节点可以通过线型方式遍历，因此无需使用递归方式，这样也提高了遍历的效率。遍历的次序应当和中序遍历保持一致。

3）代码

/* file:ThreadedBinaryTreeDemo.java */
// 在 ThreadeBinaryTree类 添加代码

// 遍历线索化二叉树的方法
public void threadedList(){
    // 定义一个变量，临时存储当前遍历的结点，从root开始
    HeroNode node = root;
    while(node != null){
        // 循环遍历找到leftType = 1 的这个结点，第一个找到的就是 8 结点
        // 后面随着遍历而变化，因当leftType = 1 时，说明该结点是按照线索化
        // 处理后的有效结点
        while(node.getleftType() == 0){
            node = node.getLeft();
        }
        // 打印当前结点
        System.out.println(node);
        // 如果当前结点的右指针指向的是后继结点，就一直输出
        while(node.getRitghtType() == 1){
            node = node.getRight();
            System.out.println(node);
        }
        // 替换这个遍历的结点
        node = node.getRight();
    }
}

// 在 main方法中添加代码

// 当线索化二叉树后，再用原来的遍历方式会出现问题
// 因为原来的二叉树遍历是通过结点左右子节点为空来进行的
// 线索化后的二叉树将结点的左右指针都有值了
// threadeBinaryTree.infixOrder();
System.out.println("使用线索化的方式遍历 线索化二叉树");
threadeBinaryTree.threadedList();   // 8,3,10,1,14,6

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java中二叉树如何输入数据 二叉树 java

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文章目录

一、二叉树

1、树的常用术语

2、二叉树的概念

3、二叉树的遍历说明

二叉树的遍历应用实例（前序，中序，后序）

二叉树-查找指定结点

4、二叉树-删除结点

5、顺序存储二叉树

概念

6、线索化二叉树

线索化二叉树基本介绍

线索化二叉树应用案例

遍历线索化二叉树

51CTO博客

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