Java 使用二分搜索树来实现有序集合Set

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集合规定每个元素只能存在一次。

由于二分搜索树是不能存放重复元素，所以二分搜索树是实现集合最好的底层数据结构。

首先定义集合接口：

public interface Set<E> {
    //向集合中添加元素
    void add(E e);
    //判断集合中是否包含元素e
    boolean contains(E e);
    //删除元素
    void remove(E e);
    //集合元素个数
    int getSize();
    //集合是否为空
    boolean isEmpty();
}

集合在在添加元素时，是不能添加重复元素的。

集合的应用：客户统计、词汇量统计。

下面基于二分搜索树来实现集合类：这里不将二分搜索树的实现做演示，有兴趣可以阅读文章：

https://blog.csdn.net/qq_41723615/article/details/89202857

public class BSTSet<E extends Comparable<E>> implements Set<E> {

    //定义私有对象
    private BST<E> bst;

    //调用构造实例化对象
    public BSTSet(){
        bst = new BST<>();
    }

    @Override
    public int getSize(){
        return bst.size();
    }

    @Override
    public boolean isEmpty(){
        return bst.isEmpty();
    }

    @Override
    public void add(E e){
        bst.add(e);
    }

    @Override
    public boolean contains(E e){
        return bst.contains(e);
    }

    @Override
    public void remove(E e){
        bst.remove(e);
    }
}

文件读取类：

import java.io.FileInputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
import java.util.Locale;
import java.io.File;
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.IOException;

// 文件相关操作
public class FileOperation {

    // 读取文件名称为filename中的内容，并将其中包含的所有词语放进words中
    public static boolean readFile(String filename, ArrayList<String> words){

        if (filename == null || words == null){
            System.out.println("filename is null or words is null");
            return false;
        }

        // 文件读取
        Scanner scanner;

        try {
            File file = new File(filename);
            if(file.exists()){
                FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
                scanner = new Scanner(new BufferedInputStream(fis), "UTF-8");
                scanner.useLocale(Locale.ENGLISH);
            }else {
                return false;
            } 
        } catch(IOException ioe){
            System.out.println("Cannot open " + filename);
            return false;
        }

        // 简单分词
        // 这个分词方式相对简陋, 没有考虑很多文本处理中的特殊问题
        // 在这里只做demo展示用
        if (scanner.hasNextLine()) {

            String contents = scanner.useDelimiter("\\A").next();

            int start = firstCharacterIndex(contents, 0);
            for (int i = start + 1; i <= contents.length(); ) {
                if (i == contents.length() || !Character.isLetter(contents.charAt(i))) {
                    String word = contents.substring(start, i).toLowerCase();
                    words.add(word);
                    start = firstCharacterIndex(contents, i);
                    i = start + 1;
                } else {
                    i++;
                }
             }
        }

        return true;
    }

    // 寻找字符串s中，从start的位置开始的第一个字母字符的位置
    private static int firstCharacterIndex(String s, int start){

        for( int i = start ; i < s.length() ; i ++ ) {
            if( Character.isLetter(s.charAt(i)) ) {
                return i;
            }
        }
        return s.length();
    }
}

测试类：

import java.util.ArrayList;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("Pride and Prejudice");

        ArrayList<String> words1 = new ArrayList<>();
        if(FileOperation.readFile("test1.txt", words1)) {
            System.out.println("Total words: " + words1.size());

            BSTSet<String> set1 = new BSTSet<>();
            for (String word : words1) {
                set1.add(word);
            }
            System.out.println("Total different words: " + set1.getSize());
        }

        System.out.println();


        System.out.println("A Tale of Two Cities");

        ArrayList<String> words2 = new ArrayList<>();
        if(FileOperation.readFile("test2.txt", words2)){
            System.out.println("Total words: " + words2.size());

            BSTSet<String> set2 = new BSTSet<>();
            for(String word: words2) {
                set2.add(word);
            }
            System.out.println("Total different words: " + set2.getSize());
        }
    }
}