Java數據結構與算法實例講解

這篇文章主要講解了“Java數據結構與算法實例講解”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Java數據結構與算法實例講解”吧！

 為什么需要樹這種結構

1.數組存儲方式分析：

• 優點：通過下標方式訪問元素，速度快。對于有序數組，還可以使用二分查找提高檢索速度。

• 缺點：如果檢索某個具體的值，或者插入值(按一定的順序)會整體移動，效率較低。

2.鏈式存儲方式分析：

• 優點：在一定程度上對數組存儲方式優化(比如：插入一個數值節點，只需要將插入節點，鏈接到鏈表中即可，刪除效率很高)。

• 缺點：在進行檢索時，效率仍然很低，需要從頭結點開始遍歷。

3.樹存儲方式分析：能提高數據存儲，讀取的效率，比如利用二叉排序樹(Binary sort  tree)，即可以保證數據的檢索速度，同時也可以保證數據的插入、刪除、修改的速度。假設一組[7,3,10,1,5,9,12]以樹的方式存儲，分析如下圖：

二叉樹的前序遍歷、中序遍歷、后序遍歷

• 前序遍歷：輸出父節點、輸出左邊節點、輸出右邊節點;

• 中序遍歷：輸出左邊節點、輸出父節點、輸出右邊節點;

• 后序遍歷：輸出左邊節點、輸出右邊節點、輸出父節點;

需求案例

完成一個如下二叉樹節點存儲、前序遍歷搜索、中序遍歷搜索、后序遍歷搜索和刪除節點功能。

對于刪除節點要求如下：

1. 鴻蒙官方戰略合作共建——HarmonyOS技術社區

2. 如果刪除的節點是葉子節點，則刪除該節點。

3. 如果刪除的節點是非葉子節點，則刪除該樹。

4. 測試，刪除5號葉子節點和3號子樹。

代碼案例

package com.xie.tree;  public class BinaryTreeDemo {      public static void main(String[] args) {         BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();          HeroNode root = new HeroNode(1, "宋江");         HeroNode node2 = new HeroNode(2, "吳用");         HeroNode node3 = new HeroNode(3, "盧俊義");         HeroNode node4 = new HeroNode(4, "林沖");         HeroNode node5 = new HeroNode(5, "關勝");          //先手動創建該二叉樹，后面用遞歸方式         root.setLeft(node2);         root.setRight(node3);         node3.setRight(node4);         node3.setLeft(node5);          binaryTree.setRoot(root);          //前序遍歷         System.out.println("前序遍歷");         binaryTree.preOrder();          //中序遍歷         System.out.println("中序遍歷");         binaryTree.infixOrder();          //后續遍歷         System.out.println("后續遍歷");         binaryTree.postOrder();          //前序遍歷查找         System.out.println("前序遍歷查找~~");         HeroNode resultNode = binaryTree.preOrderSearch(5);         if (resultNode != null) {             System.out.printf("找到了，信息為no=%d,name=%s\n", resultNode.getNo(), resultNode.getName());             System.out.println("遍歷次數：" + HeroNode.preCount);         } else {             System.out.println("沒有找到");         }          //中序遍歷查找         System.out.println("中序遍歷查找~~");         HeroNode resultNode1 = binaryTree.infixOrderSearch(5);         if (resultNode1 != null) {             System.out.printf("找到了，信息為no=%d,name=%s\n", resultNode1.getNo(), resultNode1.getName());             System.out.println("遍歷次數：" + HeroNode.infoxCount);         } else {             System.out.println("沒有找到");         }          //后序遍歷查找         System.out.println("后序遍歷查找~~");         HeroNode resultNode2 = binaryTree.postOrderSearch(5);         if (resultNode2 != null) {             System.out.printf("找到了，信息為no=%d,name=%s\n", resultNode2.getNo(), resultNode2.getName());             System.out.println("遍歷次數：" + HeroNode.postCount);         } else {             System.out.println("沒有找到");         }          System.out.println("刪除3號節點");         binaryTree.delNo(3);         System.out.println("刪除后的節點");         binaryTree.preOrder();         /**          * 前序遍歷          * HeroNode{no=1, name=宋江}          * HeroNode{no=2, name=吳用}          * HeroNode{no=3, name=盧俊義}          * HeroNode{no=5, name=關勝}          * HeroNode{no=4, name=林沖}          * 中序遍歷          * HeroNode{no=2, name=吳用}          * HeroNode{no=1, name=宋江}          * HeroNode{no=5, name=關勝}          * HeroNode{no=3, name=盧俊義}          * HeroNode{no=4, name=林沖}          * 后續遍歷          * HeroNode{no=2, name=吳用}          * HeroNode{no=5, name=關勝}          * HeroNode{no=4, name=林沖}          * HeroNode{no=3, name=盧俊義}          * HeroNode{no=1, name=宋江}          * 前序遍歷查找~~          * 找到了，信息為no=5,name=關勝          * 遍歷次數：4          * 中序遍歷查找~~          * 找到了，信息為no=5,name=關勝          * 遍歷次數：3          * 后序遍歷查找~~          * 找到了，信息為no=5,name=關勝          * 遍歷次數：2          * 刪除3號節點          * 刪除后的節點          * HeroNode{no=1, name=宋江}          * HeroNode{no=2, name=吳用}          */     } }  class BinaryTree {     private HeroNode root;      public void setRoot(HeroNode root) {         this.root = root;     }      //前序遍歷     public void preOrder() {         if (this.root != null) {             this.root.preOrder();         }     }      //中序遍歷     public void infixOrder() {         if (this.root != null) {             this.root.infixOrder();         }     }      //刪除節點     public void delNo(int no) {         if (this.root != null) {             if (this.root.getNo() == no) {                 this.root = null;             } else {                 this.root.delNo(no);             }         }         return;     }      //后序遍歷     public void postOrder() {         if (this.root != null) {             this.root.postOrder();         }     }      //前序遍歷查找     public HeroNode preOrderSearch(int no) {         if (root != null) {             return root.preOrderSearch(no);         } else {             return null;         }     }      //中序遍歷查找     public HeroNode infixOrderSearch(int no) {         if (root != null) {             return root.infixOrderSearch(no);         } else {             return null;         }     }      //后序遍歷查找     public HeroNode postOrderSearch(int no) {         if (root != null) {             return root.postOrderSearch(no);         } else {             return null;         }     } }  class HeroNode {     static int preCount = 0;     static int infoxCount = 0;     static int postCount = 0;      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 +                 '}';     }      //前序遍歷     public void preOrder() {         System.out.println(this);         //遞歸向左子樹前序遍歷         if (this.left != null) {             this.left.preOrder();         }          //遞歸向右子樹前序遍歷         if (this.right != null) {             this.right.preOrder();         }     }      //中序遍歷     public void infixOrder() {         //遞歸向左子樹中序遍歷         if (this.left != null) {             this.left.infixOrder();         }         System.out.println(this);         //遞歸向右子樹中序遍歷         if (this.right != null) {             this.right.infixOrder();         }     }      //后序遍歷     public void postOrder() {         //遞歸向左子樹后序遍歷         if (this.left != null) {             this.left.postOrder();         }         //遞歸向右子樹后序遍歷         if (this.right != null) {             this.right.postOrder();         }         System.out.println(this);     }      //遞歸刪除節點     //1.如果刪除的節點是葉子節點，則刪除該節點。     //2.如果刪除的節點是非葉子節點，則刪除該樹。     public void delNo(int no) {         /**          * 1.因為我們的二叉樹是單向的，所以我們是判斷當前節點的子節點是否是需要刪除的節點，而不能去判斷當前節點是否是需要刪除的節點。          * 2.如果當前節點的左子節點不為空，并且左子節點就是需要刪除的節點，就將this.left = null；并且返回（結束遞歸）。          * 3.如果當前節點的右子節點不為空，并且右子節點就是需要刪除的節點，將將this.right = null;并且返回（結束遞歸）。          * 4.如果第2步和第3步沒有刪除節點，那么就要向左子樹進行遞歸刪除。          * 5.如果第4步也沒有刪除節點，則應當向右子樹進行遞歸刪除。          */         if (this.left != null && this.left.no == no) {             this.left = null;             return;         }          if (this.right != null && this.right.no == no) {             this.right = null;             return;         }          if (this.left != null) {             this.left.delNo(no);         }          if (this.right != null) {             this.right.delNo(no);         }      }      //前序遍歷查找     public HeroNode preOrderSearch(int no) {          HeroNode res = null;          preCount++;//這里必須放在this.no == no 判斷之前，才進行實際的比較         //若果找到，就返回         if (this.no == no) {             return this;         }         //沒有找到，向左子樹遞歸進行前序查找         if (this.left != null) {             res = this.left.preOrderSearch(no);         }         //如果res ！= null 就直接返回         if (res != null) {             return res;         }         //如果左子樹沒有找打，向右子樹進行前序查找         if (this.right != null) {             res = this.right.preOrderSearch(no);         }         //如果找到就返回         if (res != null) {             return res;         }         return res;     }      //中序遍歷查找     public HeroNode infixOrderSearch(int no) {          HeroNode res = null;         if (this.left != null) {             res = this.left.infixOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }         infoxCount++;//這里必須放在this.no == no 判斷之前，才進行實際的比較         if (this.no == no) {             return this;         }         if (this.right != null) {             res = this.right.infixOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }         return res;     }      //后序遍歷查找     public HeroNode postOrderSearch(int no) {          HeroNode res = null;         if (this.left != null) {             res = this.left.postOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }          if (this.right != null) {             res = this.right.postOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }         postCount++;//這里必須放在this.no == no 判斷之前，才進行實際的比較         if (this.no == no) {             return this;         }         return res;     } }

感謝各位的閱讀，以上就是“Java數據結構與算法實例講解”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Java數據結構與算法實例講解這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！