public class TreeParent<E> {
public static class Node<T> {
T data;
// 记录其父节点的位置
int parent;
public Node () {
}
public Node (T data) {
this.data = data;
}
public Node(T data, int parent) {
this.data = data;
this.parent = parent;
}
public String toString() {
return "TreeParent$Node[data=" + data + ", parent=" + parent + "]";
}
}
private final int DEFAULT_TREE_SIZE = 100;
private int treeSize = 0;
// 使用一个Node[]数组来记录该树里的所有节点
private Node<E>[] nodes;
// 记录节点数
private int nodeNums;
// 以指定根节点创建树
public TreeParent(E data) {
treeSize = DEFAULT_TREE_SIZE;
nodes = new Node[treeSize];
nodes[0] = new Node<E>(data, -1);
nodeNums++;
}
// 以指定根节点、指定treeSize创建树
public TreeParent(E data, int treeSize) {
this.treeSize = treeSize;
nodes = new Node[treeSize];
nodes[0] = new Node<E>(data, -1);
nodeNums++;
}
// 为指定节点添加子节点
public void addNode(E data, Node parent) {
for (int i = 0; i < treeSize; i++) {
// 找到数组中第一个为null的元素，该元素保存新节点
if (nodes[i] == null) {
// 创建新节点，并用指定的数组元素保存它
nodes[i] = new Node(data, pos(parent));
nodeNums++;
return;
}
}
throw new RuntimeException("该树已满，无法添加新节点");
}
// 判断树是否为空
public boolean empty() {
// 根节点是否为null
return nodes[0] == null;
}
// 返回根节点
public Node<E> root() {
return nodes[0];
}
// 返回指定节点（非根节点）的父节点
public Node<E> parent(Node node) {
// 每个节点的parent记录了其父节点的位置
return nodes[node.parent];
}
// 返回指定节点（非叶子节点）的所有子节点
public List<Node<E>> children(Node parent) {
List<Node<E>> list = new ArrayList<Node<E>>();
for (int i = 0; i < treeSize; i++) {
// 如果当前节点的父节点的位置等于parent节点的位置
if (nodes[i] != null && nodes[i].parent == pos(parent)) {
list.add(nodes[i]);
}
}
return list;
}
// 返回该树的深度
public int deep() {
// 用于记录节点最大深度
int max = 0;
for (int i = 0; i < treeSize && nodes[i] != null; i++) {
// 初始化本节点的深度
int def = 1;
// m记录当前节点的父节点的位置
int m = nodes[i].parent;
// 如果其父节点存在
while (m != -1 && nodes[m] != null) {
// 向上继续搜索父节点
m = nodes[m].parent;
def++;
}
if (max < def) {
max = def;
}
}
// 返回最大深度
return max;
}
// 返回包含指定值的节点
public int pos(Node node) {
for (int i = 0; i < treeSize; i++) {
// 找到指定节点
if (nodes[i] == node) {
return i;
}
}
return -1;
}
}
public class TreeChild<E> {
private static class SonNode {
// 记录当前节点的位置
private int pos;
private SonNode next;
public SonNode(int pos, SonNode next) {
this.pos = pos;
this.next = next;
}
}
public static class Node<T> {
T data;
// 记录第一个子节点
SonNode first;
public Node(T data) {
this.data = data;
this.first = null;
}
public String toString() {
if (first != null) {
return "ThreeChild$Node[data=" + data + ", first=" + first.pos + "]";
} else {
return "ThreeChild$Node[data=" + data + ", first=-1";
}
}
}
private final int DEFAULT_TREE_SIZE = 100;
private int treeSize = 0;
// 使用一个Node[]数组来记录该树里的所有节点
private Node<E>[] nodes;
// 记录节点数
private int nodeNums;
// 以指定根节点创建树
public TreeChild(E data) {
treeSize = DEFAULT_TREE_SIZE;
nodes = new Node[treeSize];
nodes[0] = new Node<E>(data);
nodeNums++;
}
// 以指定根节点、指定treeSize创建树
public TreeChild(E data, int treeSize) {
this.treeSize = treeSize;
nodes = new Node[treeSize];
nodes[0] = new Node<E>(data);
nodeNums++;
}
// 为指定节点添加子节点
public void addNode(E data, Node parent) {
for (int i = 0; i < treeSize; i++) {
// 找到数组中第一个为null的元素，该元素保存新节点
if (nodes[i] == null) {
// 创建新节点，并用指定数组元素来保存它
nodes[i] = new Node(data);
if (parent.first == null) {
parent.first = new SonNode(i, null);
} else {
SonNode next = parent.first;
while (next.next != null) {
next = next.next;
}
next.next = new SonNode(i, null);
}
nodeNums++;
return;
}
}
throw new RuntimeException("该树已满，无法添加新节点");
}
// 判断树是否为空
public boolean empty() {
// 根节点是否为null
return nodes[0] == null;
}
// 返回根节点
public Node<E> root() {
// 返回根节点
return nodes[0];
}
// 返回指定节点（非叶子节点）的所有子节点
public List<Node<E>> children(Node parent) {
List<Node<E>> list = new ArrayList<Node<E>>();
// 获取parent节点的第一个子节点
SonNode next = parent.first;
// 沿着孩子链不断搜索下一个孩子节点
while (next != null) {
// 添加孩子链中的节点
list.add(nodes[next.pos]);
next = next.next;
}
return list;
}
// 返回指定节点（非叶子节点）的第index个子节点
public Node<E> child(Node parent, int index) {
// 获取parent节点的第一个子节点
SonNode next = parent.first;
// 沿着孩子链不断搜索下一个孩子节点
for (int i = 0; next != null; i++) {
if (index == i) {
return nodes[next.pos];
}
next = next.next;
}
return null;
}
// 返回该树的深度
public int deep() {
// 获取该树的深度
return deep(root());
}
// 递归方法：每个子树的深度为其所有子树的最大深度+1
private int deep(Node node) {
if (node.first == null) {
return 1;
} else {
// 记录其所有子树的最大深度
int max = 0;
SonNode next = node.first;
// 沿着孩子链不断搜索下一个孩子节点
while (next != null) {
// 获取以其子节点为根的子树的深度
int tmp = deep(nodes[next.pos]);
if (tmp > max) {
max = tmp;
}
next = next.next;
}
// 最后返回其所有子树的最大深度 + 1
return max + 1;
}
}
// 返回包含指定值的节点
public int pos(Node node) {
for (int i = 0; i < treeSize; i++) {
// 找到指定节点
if (nodes[i] == node) {
return i;
}
}
return -1;
}
}
public class TreeTest {
public static void main(String[] args) {
TreeParent<String> tp = new TreeParent<String>("root");
TreeParent.Node root = tp.root();
System.out.println("初始化后根元素：" + root);
tp.addNode("节点1", root);
System.out.println("此树的深度：" + tp.deep());
tp.addNode("节点2", root);
// 获取所有根节点的所有子节点
List<TreeParent.Node<String>> nodes = tp.children(root);
System.out.println("根节点的第一个子节点：" + nodes.get(0));
// 为根节点的第一个子节点新增一个子节点
tp.addNode("节点3", nodes.get(0));
System.out.println("此树的深度：" + tp.deep());
System.out.println("================================");
TreeChild<String> tc = new TreeChild<String>("root");
TreeChild.Node tcRoot = tc.root();
System.out.println("根节点：" + tcRoot);
tc.addNode("节点1", tcRoot);
tc.addNode("节点2", tcRoot);
tc.addNode("节点3", tcRoot);
System.out.println("添加子节点后的根节点：" + tcRoot);
System.out.println("此树的深度：" + tc.deep());
// 获取根节点的所有子节点
List<TreeChild.Node<String>> nodes2 = tc.children(tcRoot);
System.out.println("根节点的第一个子节点：" + nodes2.get(0));
// 为根节点的第一个子节点新增一个子节点
tc.addNode("节点4", nodes2.get(0));
System.out.println("根节点的第一个子节点：" + nodes2.get(0));
System.out.println("此树的深度：" + tc.deep());
}
}