達成するためにJavaの配列：自由ツリー

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我々は、データ型リニアアレイとリンクリストの構造を研究する前に、今日見た非線形構造のデータ型ツリー（多くの1つ）。ツリーは、多くの場合、その上、このようなコンピュータシステムおよびファイル構造の私達の紙カタログ、部門のスタッフの構造図として、私たちの日常生活の中で使用され、そして。階層構造を有する一般的な線形構造に比べて、それがデータ構造の線形関数よりも強力である、よりなります。そこで、この記事の著者は、フリーツリーを達成するために、配列を使用する方法について説明します。

関連する定義をオンラインで収集を開始し、木の特性を属性：

説明

図ツリーは、あるデータ構造の階層関係を有する有限のノードからなるN（N> = 1）であるセット。それは上向き、下向きや葉のルートであることを意味逆さまの木のように見えるので、私たちは「木」と呼んでいます。それは次の機能があります。

各ノードは、ゼロ個以上の子ノードを有しており、親ノードはルートノードと呼ばれていない、各非ルートノードは、唯一の親ノードを有し、ルートまた、各子ノードをこれは、複数のサブツリーばらばらに分けることができます

定義

ツリー N（N> = 0）を含む（木）は、前記ノードの有限集合です。

（1）各要素ノードは、（ノード）と呼ばれます。

（2）特定のノードは、ルートノードまたはルート（ルート）と呼ばれます。

（3）ルートノード以外の残りのデータ要素をm（m≥0）互いに素なセットT1、T2に分割され、... TM-1、それぞれは、Tiを設定し、前記（1 <= l <= M ）自体は、ツリーが元のサブツリー（サブツリー）と呼ばれる、木です。

ツリーが定義することができます。rootと木がいくつかの部分で構成さサブツリーです。ツリーが設定され、セット内に定義された関係で構成されています。コレクションと呼ばれるツリーノードの要素は、親子関係の定義は、関係と呼ばれています。ツリーのノード間の親子関係は、階層を確立します。この階層で特別な位置を有するノードがあり、このノードは、そうでない場合は、ルートとして知られ、ツリーのルートノードと呼ばれています。

私たちは、木に体を得ることができ、再帰的に次のように定義します：

シングルノードがルートノード自体である木です。

.. T1、T2を設定し、Tkがツリー、N1であるのルート、N2、...、NKです。新しいノードN1、N2、...、nkは父親としてのnで、新しい木が得られ、nはツリーの新しいルートノードです。私たちは、N1、N2、...、NKは、子ノードnのノードである兄弟ノードの集合であると呼んでいます。我々はまた、T1、T2は、...、Tkはサブツリーのノードnであることを特徴とします。

空のセットが空の木と呼ばれる木、です。空のツリーノードません。

実現

ツリー構造の関連する特性の理論的研究の後、私たちは今、それを実装するためのコードを使用しています。

ツリーを達成するための2つの方法があります。

配列
リスト

今日、この記事では、自由ツリーを達成するために配列を使用する方法について説明します。

まず需要を整理：

私たちは、ツリーを作成する必要があります
ツリーに新しいノードを追加するために実装することができます
ツリー内のノードとその子を削除達成することができます
あなたは木の深さを返すことができます
あなたは、ツリー内のすべてのノードをたどることができます
あなたは、ノードの親を返すことができます。
ノードは、以下のすべての子ノードを返すことができます

一時的に、我々は最初の7つの要件を終了します。

いくつかの単語の男は、コードに言いました：

package dataStructure;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Created by Viking on 2019/4/22
 */
public class MyArrayTree<E> {

    private static final int DEFAULT_SIZE=20;
    private int size;
    private Node<E>[] nodes;
    private int nodeNum;

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public MyArrayTree(E data){
        size = DEFAULT_SIZE;
        nodes = new Node[size];
        nodes[0] = new Node<>(data,-1);
        nodeNum++;
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public MyArrayTree(E data,int capacity){
        size = capacity;
        nodes = new Node[size];
        nodes[0] = new Node<>(data,-1);
        nodeNum++;
    }

    /**
     * 添加新节点
     */
    public Node<E> addNode(E data,Node parent){
        for (int i=0;i<size;i++){
            if (null==nodes[i]) {
                nodes[i] = new Node<>(data, pos(parent));
                nodeNum++;
                return nodes[i];
            }
        }
        throw new RuntimeException("该树已满,无法添加新节点");
    }

    /**
     * 删除节点及其所有子节点
     */
    public void remove(Node node){
        while (children(node).size()>0){
            for (Node child : children(node)){
                remove(child);
            }
        }
        for (int i=0;i<nodes.length;i++){
            if (nodes[i]!=null&&nodes[i]==node){
                nodes[i]=null;
                size--;
            }
        }
    }
    public List<String> list(){
        return list(getRoot());
    }
    public List<String> list(Node root){
        return list(new ArrayList<>(),"",root);
    }
    /**
     * 遍历
     */
    private List<String> list(List<String>list,String index,Node root){
        List<Node<E>> children = children(root);
        list.add(index+root.data);
        while (children.size()>0){
            for (Node node : children){
                list = list(list,index+"\t",node);
            }
            children.clear();
        }
        return list;
    }

    public boolean isEmpty(){
        return nodeNum==0;
    }
    public Node<E> getRoot(){
        return nodes[0];
    }
    public Node<E> getParent(Node node){
        return nodes[node.parent];
    }
    /**
     * 列出所有的子节点
     */
    public List<Node<E>> children(Node node){
        List<Node<E>> list = new ArrayList<>();
        for (int i=0;i<size;i++){
            if (null!=nodes[i]&&nodes[i].parent==pos(node))
                list.add(nodes[i]);
        }
        return list;
    }

    /**
     * 树的深度
     */
    public int deep(){
        int max = 0;
        for (int i = 0;i<size&&nodes[i]!=null;i++){
            int deep = 1;
            int p = nodes[i].parent;
            while(-1!=p&&nodes[p]!=null){
                p = nodes[p].parent;
                deep++;
            }
            if (deep>max) max = deep;
        }
        return max;
    }

    private int pos(Node node){
        for (int i=0;i<size;i++){
            if (nodes[i]==node) return i;
        }
        return -1;
    }

    public static class Node<T>{
        T data;
        int parent;

        public Node(T data ,int parent){
            this.data = data;
            this.parent = parent;
        }
    }
}

テストクラスを書きます：

import dataStructure.MyArrayTree;

import java.util.List;

/**
 * Created by Viking on 2019/4/22
 * 测试自定义实现的树形结构
 */
public class TestMyTree {

    public static void main(String[] args) {
        MyArrayTree<String> tree = new MyArrayTree<>("root");
        System.out.println("Before add node:"+tree.deep());
        MyArrayTree.Node<String> node = tree.addNode("node", tree.getRoot());
        System.out.println("After add node:"+tree.deep());
        MyArrayTree.Node<String> root = tree.getRoot();
        List<MyArrayTree.Node<String>> children = tree.children(root);
        tree.addNode("Children",children.get(0));
        System.out.println("After children node:"+tree.deep());
        tree.remove(tree.children(children.get(0)).get(0));
        System.out.println("After remove node:"+tree.deep());
        MyArrayTree.Node<String> left = tree.addNode("left", root);
        MyArrayTree.Node<String> right = tree.addNode("right", root);
        tree.addNode("grandson1OfLeft",left);
        tree.addNode("grandson2OfLeft",left);
        tree.addNode("grandson1OfRight",right);
        tree.addNode("grandson2OfRight",right);
        MyArrayTree.Node<String> childOfNode = tree.addNode("childOfNode", node);
        tree.addNode("childOfNodes'child",childOfNode);
        List<String> list = tree.list();
        for (String data : list){
            System.out.println(data);
        }
        System.out.println("----------------------------------");
        List<String> list1 = tree.list(node);
        for (String data : list1){
            System.out.println(data);
        }
    }
}

テスト結果：

Before add node:1
After add node:2
After children node:3
After remove node:2
root
	node
		childOfNode
			childOfNodes'child
	left
		grandson1OfLeft
		grandson2OfLeft
	right
		grandson1OfRight
		grandson2OfRight
----------------------------------
node
	childOfNode
		childOfNodes'child

達成するためにJavaの配列：自由ツリー

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