在 Java 中实现树
在本教程中,我们将看到两种在 Java 中创建树结构的方法。树结构在多种方面都很有用,例如创建文件夹和文件名的目录。
使用递归方法实现树
在这个例子中,我们创建了最多有两个子节点的二叉树,一个在左边,另一个在右边。根节点是所有子节点的父节点。每个节点存储一个值。下面,我们上两节课;一个是代表树中节点的 Node
,另一个是对节点执行操作的 JavaTree
类。
Node
类具有三个变量,第一个是要存储在 int
数据类型的节点中的值。然后我们取两个变量,分别用于 left
和 right
子节点;两个变量都是 Node
类型。我们创建 Node
类的构造函数并从参数初始化 value
;左右变量设置为空
。
在 JavaTree
类中,我们采用一个 Node
类型的变量并将其命名为 root
。然后我们创建一个方法 traverseRecursionTree()
,它以 Node
作为参数,在该方法中,我们检查 node
是否为 null
;如果不是,那么我们从自身调用 traverseRecursionTree()
方法并传递 node
的 left
部分。之后,我们打印 node
的 value
并再次从自身调用该方法并传递 right
node
。从自身调用函数的过程称为递归。
在 main()
方法中,我们创建了一个 javaTree
对象,然后初始化所有变量,如根、根的左孩子和右孩子。我们还制作了根的孩子的左孩子。我们使用包含所有子节点的 javaTree.root
打印整个树。
class Node {
int value;
Node left;
Node right;
public Node(int value) {
this.value = value;
left = null;
right = null;
}
}
public class JavaTree {
Node root;
public void traverseRecursionTree(Node node) {
if (node != null) {
traverseRecursionTree(node.left);
System.out.print(" " + node.value);
traverseRecursionTree(node.right);
}
}
public static void main(String[] args) {
JavaTree javaTree = new JavaTree();
javaTree.root = new Node(10);
javaTree.root.left = new Node(6);
javaTree.root.right = new Node(5);
javaTree.root.left.left = new Node(3);
System.out.print("Binary Tree: ");
javaTree.traverseRecursionTree(javaTree.root);
}
}
输出:
Binary Tree: 3 6 10 5
在 Java 中使用通用方法和 ArrayList
创建树
在前面的方法中,我们仅限于一种类型的数据作为 int
节点中的值。在这个程序中,我们使用泛型方法,允许我们使用我们选择的任何数据类型。我们有一个类 Node<T>
,这里 <T>
告诉我们可以使用任何数据类型作为字符串。在类中,我们声明了三个变量,首先是类型为 T
的 root
,然后是类型为 Node<<T>
的 parent
,最后是名为 Node<T>
的 ArrayList 作为 child
。
在 Node
的构造函数中,我们将 T
类型的 root
设置为类变量 root
。然后我们初始化 children
ArrayList。现在,为了在 parent
中添加孩子,我们创建了一个 addChild()
函数,该函数采用 T
类型的 child
。在 addChild()
函数中,我们创建了一个 Node<T>
- childNode
的对象,并使用 this
关键字将其父级的上下文设置为当前类的上下文。接下来,我们获取 children
ArrayList,添加 childNode
,并返回 childNode
。
我们在 Node<T>
类中有多个方法可以用来执行操作,例如返回 root
的 getRoot()
方法,isRoot()
函数检查当前节点是否是 root
。我们创建了一个 getLevel()
函数,它返回树中节点的级别。最后,我们覆盖了一个 toString()
方法,如果它不为空,则返回整个树。
现在我们创建具有 main()
方法的 Javatree
类。我们在类中创建 Node<String>
的 x
和 y
。在这里,我们使用 String 作为类型。在两个构造函数中,我们都传递了每棵树的根。我们使用 getRoot()
打印 root
,然后我们创建一个名为 child1
的 Node<String>
对象,并使用 x
对象调用 addChild()
方法,这里我们传递的值 child1
作为参数。在 child1
块中,我们使用其对象创建 child1
的三个孩子并调用 addChild()
。
我们使用相同的过程创建另一个名为 child2
的树。
import java.util.ArrayList;
class Node<T> {
private final T root;
private Node<T> parent;
private final ArrayList<Node<T>> children;
public Node(T root) {
this.root = root;
children = new ArrayList<>();
}
public Node<T> addChild(T child) {
Node<T> childNode = new Node<T>(child);
childNode.parent = this;
this.children.add(childNode);
return childNode;
}
public T getRoot() {
return root;
}
public boolean isRoot() {
return parent == null;
}
public boolean isLeaf() {
return children.size() == 0;
}
public int getLevel() {
if (this.isRoot())
return 0;
else
return parent.getLevel() + 1;
}
@Override
public String toString() {
return root != null ? root.toString() : "null";
}
}
public class JavaTree {
public static void main(String[] args) {
Node<String> x = new Node<String>("parent1");
Node<String> y = new Node<String>("parent2");
System.out.println(x.getRoot());
Node<String> child1 = x.addChild("child1");
{
Node<String> innerChild1 = child1.addChild("innerChild1OfChild1");
Node<String> innerChild2 = child1.addChild("innerChild2OfChild1");
Node<String> innerChild3 = child1.addChild("innerChild3OfChild1");
System.out.println("-" + child1);
System.out.println("--" + innerChild1);
System.out.println("--" + innerChild2);
System.out.println("--" + innerChild3);
System.out.println("Level of child1: " + child1.getLevel());
System.out.println("Level of innerChild2 in Child1: " + innerChild2.getLevel());
}
System.out.println();
System.out.println(y.getRoot());
Node<String> child2 = x.addChild("child2");
{
Node<String> innerChild1 = child2.addChild("innerChild2OfChild2");
Node<String> innerChild2 = child2.addChild("innerChild3OfChild2");
Node<String> innerChild3 = child2.addChild("innerChild4OfChild2");
{
Node<String> innerChild4 = innerChild3.addChild("innerChild4OfChild3");
System.out.println(innerChild4.getLevel());
System.out.println("\nIs inner Child4 Leaf? " + innerChild4.isLeaf());
}
System.out.println("-" + child2);
System.out.println("--" + innerChild1);
System.out.println("--" + innerChild2);
System.out.println("--" + innerChild3);
System.out.println("Level of child1: " + child2.getLevel());
System.out.println("Level of innerChild2 in Child2: " + innerChild2.getLevel());
}
}
}
输出:
parent1
-child1
--innerChild1OfChild1
--innerChild2OfChild1
--innerChild3OfChild1
Level of child1: 1
Level of innerChild2 in Child1: 2
parent2
3
Is inner Child4 Leaf? true
-child2
--innerChild2OfChild2
--innerChild3OfChild2
--innerChild4OfChild2
Level of child1: 1
Level of innerChild2 in Child2: 2
Rupam Saini is an android developer, who also works sometimes as a web developer., He likes to read books and write about various things.
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