Java字符串、數組和二叉搜索樹實例代碼分析

Java字符串、數組和二叉搜索樹實例代碼分析

在Java編程中，字符串、數組和二叉搜索樹（BST）是常用的數據結構。本文將通過實例代碼分析這些數據結構的基本操作和實現。

1. 字符串操作

Java中的字符串是不可變的，任何對字符串的修改都會生成一個新的字符串對象。以下是一些常見的字符串操作示例：

public class StringExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "Hello";
        String str2 = "World";

        // 字符串連接
        String result = str1 + " " + str2;
        System.out.println("連接后的字符串: " + result);

        // 字符串長度
        int length = result.length();
        System.out.println("字符串長度: " + length);

        // 字符串比較
        boolean isEqual = str1.equals(str2);
        System.out.println("字符串是否相等: " + isEqual);

        // 字符串截取
        String substring = result.substring(0, 5);
        System.out.println("截取的子字符串: " + substring);

        // 字符串查找
        int index = result.indexOf("World");
        System.out.println("查找子字符串的位置: " + index);
    }
}

輸出結果：

連接后的字符串: Hello World
字符串長度: 11
字符串是否相等: false
截取的子字符串: Hello
查找子字符串的位置: 6

2. 數組操作

數組是Java中最基本的數據結構之一，用于存儲相同類型的元素。以下是一些常見的數組操作示例：

public class ArrayExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5};

        // 數組遍歷
        System.out.print("數組元素: ");
        for (int num : numbers) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println();

        // 數組排序
        Arrays.sort(numbers);
        System.out.print("排序后的數組: ");
        for (int num : numbers) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println();

        // 數組查找
        int key = 5;
        int index = Arrays.binarySearch(numbers, key);
        System.out.println("查找元素 " + key + " 的位置: " + index);

        // 數組復制
        int[] copy = Arrays.copyOf(numbers, numbers.length);
        System.out.print("復制的數組: ");
        for (int num : copy) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

輸出結果：

數組元素: 3 1 4 1 5 9 2 6 5 
排序后的數組: 1 1 2 3 4 5 5 6 9 
查找元素 5 的位置: 5
復制的數組: 1 1 2 3 4 5 5 6 9 

3. 二叉搜索樹（BST）實現

二叉搜索樹是一種特殊的二叉樹，其中每個節點的左子樹包含的值小于該節點的值，右子樹包含的值大于該節點的值。以下是一個簡單的BST實現：

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    TreeNode(int val) {
        this.val = val;
        this.left = null;
        this.right = null;
    }
}

public class BinarySearchTree {
    private TreeNode root;

    public BinarySearchTree() {
        this.root = null;
    }

    // 插入節點
    public void insert(int val) {
        root = insertRec(root, val);
    }

    private TreeNode insertRec(TreeNode root, int val) {
        if (root == null) {
            root = new TreeNode(val);
            return root;
        }

        if (val < root.val) {
            root.left = insertRec(root.left, val);
        } else if (val > root.val) {
            root.right = insertRec(root.right, val);
        }

        return root;
    }

    // 中序遍歷
    public void inorder() {
        inorderRec(root);
    }

    private void inorderRec(TreeNode root) {
        if (root != null) {
            inorderRec(root.left);
            System.out.print(root.val + " ");
            inorderRec(root.right);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        BinarySearchTree bst = new BinarySearchTree();
        bst.insert(5);
        bst.insert(3);
        bst.insert(7);
        bst.insert(2);
        bst.insert(4);
        bst.insert(6);
        bst.insert(8);

        System.out.print("中序遍歷結果: ");
        bst.inorder();
    }
}

輸出結果：

中序遍歷結果: 2 3 4 5 6 7 8 

總結

本文通過實例代碼展示了Java中字符串、數組和二叉搜索樹的基本操作。字符串操作包括連接、比較、截取和查找；數組操作包括遍歷、排序、查找和復制；二叉搜索樹則展示了節點的插入和中序遍歷。這些數據結構在Java編程中非常常見，掌握它們的基本操作對于編寫高效的代碼至關重要。