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[ JAVA开发技术 ] 【守望者 j2se】AVL树模拟

2014-10-12 15:06| 发布者: zhouy | 查看: 1217 | 收藏

摘要: 这个我们开始来写一个BST的数据结构,此问题我被面试管问过,写过.我们写一个简单的就可以的,那我们来实现AVL树 代码如下:public class AvlTreeT extends Comparable{ private static class AvlNodeT{//avl树节点 ...

这个我们开始来写一个BST的数据结构,此问题我被面试管问过,写过.我们写一个简单的就可以的,那我们来实现AVL树 代码如下:


public class AvlTree<T extends Comparable>
{
     private static class AvlNode<T>{//avl树节点
        
         T        element;      // 节点中的数据
         AvlNode<T>  left;         // 左儿子
         AvlNode<T>  right;        // 右儿子
         int         height;       // 节点的高度
      
        public  AvlNode(T theElement)
        {
            this(theElement, null, null);
        }

        public   AvlNode(T theElement, AvlNode<T> lt, AvlNode<T> rt)
        {
            element  = theElement;
            left     = lt;
            right    = rt;
            height   = 0;
        }
       
    }
     
    private AvlNode<T> root;//avl树根
   
    public AvlTree( )
    {
        root = null;
    }

   //在avl树中插入数据,重复数据复略
    public void insert(T  x)
    {
        root = insert(x,root);
    }
   
    //在avl中删除数据,没有实现
    public void remove(T x)
    {
        System.out.println( "Sorry, remove unimplemented" );
    }
  
     //在avl树中找最小的数据
    public T findMin() throws Exception
    {
        if(isEmpty())
            throw new Exception();
        return findMin(root).element;
    }

    //在avl树中找最大的数据
    public T findMax() throws Exception
    {
        if(isEmpty())
            throw new Exception();
        return findMax(root).element;
    }


   //搜索
    public boolean contains(T x)
    {
        return contains(x,root);
    }
   
    public void makeEmpty()
    {
        root = null;
    }
    
    public boolean isEmpty()
    {
        return root == null;
    }


    //排序输出avl树
    public void printTree()
    {
        if(isEmpty()) 
            System.out.println( "Empty tree" );
        else
            printTree(root);
    }
    
   
    private AvlNode<T> insert(T x, AvlNode<T> t)
    {
        if( t == null )
            return new AvlNode< T>( x, null, null );
        //判断和根节点数据的大小
        int compareResult=x.compareTo(t.element);
        if(compareResult<0)
        {
            t.left = insert(x,t.left );//将x插入左子树中
            if(height(t.left ) - height(t.right )== 2)//打破平衡
                if(x.compareTo(t.left.element)<0 )//LL型(左左型)
                    t = rotateWithLeftChild(t);
                else   //LR型(左右型)
                    t = doubleWithLeftChild(t);
        }
        else if(compareResult>0)
        {
            t.right = insert(x,t.right );//将x插入右子树中
            if( height(t.right) - height(t.left ) == 2 )//打破平衡
                if( x.compareTo(t.right.element )>0)//RR型(右右型)
                    t = rotateWithRightChild(t);
                else                           //RL型
                    t = doubleWithRightChild(t);
        }
        else
        // 重复数据,什么也不做
        t.height = Math.max( height( t.left ), height( t.right ) ) + 1;//更新高度
        return t;
    }
   
    
  //找最小
    private AvlNode< T> findMin( AvlNode< T> t )
    {
        if( t == null )
            return t;
        while( t.left != null )
            t = t.left;
        return t;
    }


    //找最大
    private AvlNode< T> findMax( AvlNode< T> t )
    {
        if( t == null )
            return t;
        while( t.right != null )
            t = t.right;
        return t;
    }


    //搜索(查找)
    private boolean contains( T x, AvlNode t )
    {
        while( t != null )
        {
            int compareResult = x.compareTo((T) t.element );
            
            if( compareResult < 0 )
                t = t.left;
            else if( compareResult > 0 )
                t = t.right;
            else
                return true;    // Match
        }
        return false;   // No match
    }


   //中序遍历avl树
    private void printTree( AvlNode< T> t )
    {
        if( t != null )
        {
            printTree( t.left );
            System.out.println( t.element );
            printTree( t.right );
        }
    }


  //求高度 
    private int height( AvlNode< T> t )
    {
        return t == null ? -1 : t.height;
    }

    //带左子树旋转,适用于LL型
    private AvlNode< T> rotateWithLeftChild(AvlNode< T> k2)
    {
        AvlNode<T> k1 = k2.left;
        k2.left = k1.right;
        k1.right = k2;
        k2.height = Math.max( height( k2.left ), height( k2.right ) ) + 1;
        k1.height = Math.max( height( k1.left ), k2.height ) + 1;
        return k1;
    }


    //带右子树旋转,适用于RR型
    private AvlNode< T> rotateWithRightChild( AvlNode< T> k1 )
    {
        AvlNode< T> k2 = k1.right;
        k1.right = k2.left;
        k2.left = k1;
        k1.height = Math.max( height( k1.left ), height( k1.right ) ) + 1;
        k2.height = Math.max( height( k2.right ), k1.height ) + 1;
        return k2;
   }


    //双旋转,适用于LR型
    private AvlNode< T> doubleWithLeftChild( AvlNode< T> k3 )
    {
        k3.left = rotateWithRightChild( k3.left );
        return rotateWithLeftChild( k3 );
    }


    //双旋转,适用于RL型
    private AvlNode< T> doubleWithRightChild( AvlNode< T> k1 )
    {
        k1.right = rotateWithLeftChild( k1.right );
        return rotateWithRightChild( k1 );
    }
  
        // Test program
    public static void main( String [ ] args ) throws Exception
    { 
        AvlTree< Integer> t = new AvlTree< Integer>( );
        final int NUMS = 4000;
        final int GAP  =   37;
        System.out.println( "Checking... (no more output means success)" );
        for( int i = GAP; i != 0; i = ( i + GAP ) % NUMS )
            t.insert( i );
        if( NUMS < 40 )
            t.printTree( );
        if( t.findMin( ) != 1 || t.findMax( ) != NUMS - 1 )
            System.out.println( "FindMin or FindMax error!" );
        for( int i = 1; i < NUMS; i++ )
            if( !t.contains( i ) )
               System.out.println( "Find error1!" );
    }
}

小结:这个BST还是有一些地方不完善,大家一起来搞搞,说不定就很完美的。

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