java构建二叉树算法

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//*****本程序包括简单的二叉树类的实现和前序,中序,后序,层次遍历二叉树算法,*******//

//******以及确定二叉树的高度,制定对象在树中的所处层次以及将树中的左右***********//

//******孩子节点对换位置,返回叶子节点个数删除叶子节点,并输出所删除的叶子节点**//

//*******************************CopyRight By phoenix*******************************************//

//************************************Jan 12,2008*************************************************//

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public class BinTree {

public final static int MAX=40;

private Object data; //数据元数

private BinTree left,right; //指向左,右孩子结点的链

BinTree []elements = new BinTree[MAX];//层次遍历时保存各个节点

int front;//层次遍历时队首

int rear;//层次遍历时队尾

public BinTree()

{

}

public BinTree(Object data)

{ //构造有值结点

this.data = data;

left = right = null;

}

public BinTree(Object data,BinTree left,BinTree right)

{ //构造有值结点

this.data = data;

this.left = left;

this.right = right;

}

public String toString()

{

return data.toString();

}//前序遍历二叉树

public static void preOrder(BinTree parent){

if(parent == null)

return;

System.out.print(parent.data+" ");

preOrder(parent.left);

preOrder(parent.right);

}//中序遍历二叉树

public void inOrder(BinTree parent){

if(parent == null)

return;

inOrder(parent.left);

System.out.print(parent.data+" ");

inOrder(parent.right);

}//后序遍历二叉树

public void postOrder(BinTree parent){

if(parent == null)

return;

postOrder(parent.left);

postOrder(parent.right);

System.out.print(parent.data+" ");

}// 层次遍历二叉树

public void LayerOrder(BinTree parent)

{

elements[0]=parent;

front=0;rear=1;

while(frontrear)

{

try

{

if(elements[front].data!=null)

{

System.out.print(elements[front].data + " ");

if(elements[front].left!=null)

elements[rear++]=elements[front].left;

if(elements[front].right!=null)

elements[rear++]=elements[front].right;

front++;

}

}catch(Exception e){break;}

}

}//返回树的叶节点个数

public int leaves()

{

if(this == null)

return 0;

if(left == nullright == null)

return 1;

return (left == null ? 0 : left.leaves())+(right == null ? 0 : right.leaves());

}//结果返回树的高度

public int height()

{

int heightOfTree;

if(this == null)

return -1;

int leftHeight = (left == null ? 0 : left.height());

int rightHeight = (right == null ? 0 : right.height());

heightOfTree = leftHeightrightHeight?rightHeight:leftHeight;

return 1 + heightOfTree;

}

//如果对象不在树中,结果返回-1;否则结果返回该对象在树中所处的层次,规定根节点为第一层

public int level(Object object)

{

int levelInTree;

if(this == null)

return -1;

if(object == data)

return 1;//规定根节点为第一层

int leftLevel = (left == null?-1:left.level(object));

int rightLevel = (right == null?-1:right.level(object));

if(leftLevel0rightLevel0)

return -1;

levelInTree = leftLevelrightLevel?rightLevel:leftLevel;

return 1+levelInTree;

}

//将树中的每个节点的孩子对换位置

public void reflect()

{

if(this == null)

return;

if(left != null)

left.reflect();

if(right != null)

right.reflect();

BinTree temp = left;

left = right;

right = temp;

}// 将树中的所有节点移走,并输出移走的节点

public void defoliate()

{

String innerNode = "";

if(this == null)

return;

//若本节点是叶节点，则将其移走

if(left==nullright == null)

{

System.out.print(this + " ");

data = null;

return;

}

//移走左子树若其存在

if(left!=null){

left.defoliate();

left = null;

}

//移走本节点，放在中间表示中跟移走...

innerNode += this + " ";

data = null;

//移走右子树若其存在

if(right!=null){

right.defoliate();

right = null;

}

}

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

BinTree e = new BinTree("E");

BinTree g = new BinTree("G");

BinTree h = new BinTree("H");

BinTree i = new BinTree("I");

BinTree d = new BinTree("D",null,g);

BinTree f = new BinTree("F",h,i);

BinTree b = new BinTree("B",d,e);

BinTree c = new BinTree("C",f,null);

BinTree tree = new BinTree("A",b,c);

System.out.println("前序遍历二叉树结果: ");

tree.preOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("中序遍历二叉树结果: ");

tree.inOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("后序遍历二叉树结果: ");

tree.postOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("层次遍历二叉树结果: ");

tree.LayerOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("F所在的层次: "+tree.level("F"));

System.out.println("这棵二叉树的高度: "+tree.height());

System.out.println("--------------------------------------");

tree.reflect();

System.out.println("交换每个节点的孩子节点后......");

System.out.println("前序遍历二叉树结果: ");

tree.preOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("中序遍历二叉树结果: ");

tree.inOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("后序遍历二叉树结果: ");

tree.postOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("层次遍历二叉树结果: ");

tree.LayerOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("F所在的层次: "+tree.level("F"));

System.out.println("这棵二叉树的高度: "+tree.height());

}

怎么计算二叉树高度？

分析二叉树的深度（高度）和它的左、右子树深度之间的关系。从二叉树深度的定义可知，二叉树的深度应为其左、右子树深度的最大值加1。由此，需先分别求得左、右子树的深度，算法中“访问结点”的操作为：求得左、右子树深度的最大值，然后加 1 。

int Depth (BiTree T ){ // 返回二叉树的深度

if ( !T ) depthval = 0;

else {

depthLeft = Depth( T-lchild );

depthRight= Depth( T-rchild );

depthval = 1 + (depthLeft depthRight ?

depthLeft : depthRight);

}

return depthval;

}

扩展资料：

一棵深度为k，且有2^k-1个结点的二叉树，称为满二叉树。这种树的特点是每一层上的结点数都是最大结点数。而在一棵二叉树中，除最后一层外，若其余层都是满的，并且或者最后一层是满的，或者是在右边缺少连续若干结点，则此二叉树为完全二叉树。具有n个结点的完全二叉树的深度为floor(log2n)+1。深度为k的完全二叉树，至少有2k-1个叶子结点，至多有2k-1个结点。

二叉树的深度是从根节点开始（其深度为1）自顶向下逐层累加的；而二叉树高度是从叶节点开始（其高度为1）自底向上逐层累加的。虽然树的深度和高度一样，但是具体到树的某个节点，其深度和高度是不一样的。

参考资料来源：百度百科—二叉树

用JAVA写二叉树

/**

* [Tree2.java] Create on 2008-10-20 下午03:03:24

* Copyright (c) 2008 by iTrusChina.

*/

/**

* @author WangXuanmin

* @version 0.10

*/

public class Tree2Bef {

private StringBuffer bef=new StringBuffer();

//传入中序遍历和后序遍历,返回前序遍历字串

public String getBef(String mid, String beh) {

//若节点存在则向bef中添加该节点,继续查询该节点的左子树和右子树

if (root(mid, beh) != -1) {

int rootindex=root(mid, beh);

char root=mid.charAt(rootindex);

bef.append(root);

System.out.println(bef.toString());

String mleft, mright;

mleft = mid.substring(0,rootindex);

mright = mid.substring(rootindex+1);

getBef(mleft,beh);

getBef(mright,beh);

}

//所有节点查询完毕,返回前序遍历值

return bef.toString();

}

//从中序遍历中根据后序遍历查找节点索引值index

private int root(String mid, String beh) {

char[] midc = mid.toCharArray();

char[] behc = beh.toCharArray();

for (int i = behc.length-1; i -1; i--) {

for (int j = 0; j midc.length; j++) {

if (behc[i] == midc[j])

return j;

}

}

return -1;

}

public static void main(String[] args) {

Tree2Bef tree=new Tree2Bef();

String mid="84925163A7B";

String bef="894526AB731";

System.out.println(tree.getBef(mid,bef));

}

}

树结构如图:

1

|-------|

2 3

|---| |---|

4 5 6 7

|-| |-|

8 9 A B

用java怎么构造一个二叉树呢？

java构造二叉树，可以通过链表来构造，如下代码：

public class BinTree {

public final static int MAX=40;

BinTree []elements = new BinTree[MAX];//层次遍历时保存各个节点

int front;//层次遍历时队首

int rear;//层次遍历时队尾

private Object data; //数据元数

private BinTree left,right; //指向左,右孩子结点的链

public BinTree()

{

}

public BinTree(Object data)

{ //构造有值结点

this.data = data;

left = right = null;

}

public BinTree(Object data,BinTree left,BinTree right)

{ //构造有值结点

this.data = data;

this.left = left;

this.right = right;

}

public String toString()

{

return data.toString();

}

//前序遍历二叉树

public static void preOrder(BinTree parent){ 

if(parent == null)

return;

System.out.print(parent.data+" ");

preOrder(parent.left);

preOrder(parent.right);

}

//中序遍历二叉树

public void inOrder(BinTree parent){

if(parent == null)

return;

inOrder(parent.left);

System.out.print(parent.data+" ");

inOrder(parent.right);

}

//后序遍历二叉树

public void postOrder(BinTree parent){

if(parent == null)

return;

postOrder(parent.left);

postOrder(parent.right);

System.out.print(parent.data+" ");

}

// 层次遍历二叉树 

public void LayerOrder(BinTree parent)

{ 

elements[0]=parent;

front=0;rear=1;

while(frontrear)

{

try

{

if(elements[front].data!=null)

{

System.out.print(elements[front].data + " ");

if(elements[front].left!=null)

elements[rear++]=elements[front].left;

if(elements[front].right!=null)

elements[rear++]=elements[front].right;

front++;

}

}catch(Exception e){break;}

}

}

//返回树的叶节点个数

public int leaves()

{

if(this == null)

return 0;

if(left == nullright == null)

return 1;

return (left == null ? 0 : left.leaves())+(right == null ? 0 : right.leaves());

}

//结果返回树的高度

public int height()

{

int heightOfTree;

if(this == null)

return -1;

int leftHeight = (left == null ? 0 : left.height());

int rightHeight = (right == null ? 0 : right.height());

heightOfTree = leftHeightrightHeight?rightHeight:leftHeight;

return 1 + heightOfTree;

}

//如果对象不在树中,结果返回-1;否则结果返回该对象在树中所处的层次,规定根节点为第一层

public int level(Object object)

{

int levelInTree;

if(this == null)

return -1;

if(object == data)

return 1;//规定根节点为第一层

int leftLevel = (left == null?-1:left.level(object));

int rightLevel = (right == null?-1:right.level(object));

if(leftLevel0rightLevel0)

return -1;

levelInTree = leftLevelrightLevel?rightLevel:leftLevel;

return 1+levelInTree;

}

//将树中的每个节点的孩子对换位置

public void reflect()

{

if(this == null)

return;

if(left != null)

left.reflect();

if(right != null)

right.reflect();

BinTree temp = left;

left = right;

right = temp;

}

// 将树中的所有节点移走,并输出移走的节点

public void defoliate()

{

if(this == null)

return;

//若本节点是叶节点，则将其移走

if(left==nullright == null)

{

System.out.print(this + " ");

data = null;

return;

}

//移走左子树若其存在

if(left!=null){

left.defoliate();

left = null;

}

//移走本节点，放在中间表示中跟移走...

String innerNode += this + " ";

data = null;

//移走右子树若其存在

if(right!=null){

right.defoliate();

right = null;

}

}

/**

* @param args

*/

public static void main(String[] args) {

// TODO Auto-generated method stub

BinTree e = new BinTree("E");

BinTree g = new BinTree("G");

BinTree h = new BinTree("H");

BinTree i = new BinTree("I");

BinTree d = new BinTree("D",null,g);

BinTree f = new BinTree("F",h,i);

BinTree b = new BinTree("B",d,e);

BinTree c = new BinTree("C",f,null);

BinTree tree = new BinTree("A",b,c);

System.out.println("前序遍历二叉树结果: ");

tree.preOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("中序遍历二叉树结果: ");

tree.inOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("后序遍历二叉树结果: ");

tree.postOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("层次遍历二叉树结果: ");

tree.LayerOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("F所在的层次: "+tree.level("F"));

System.out.println("这棵二叉树的高度: "+tree.height());

System.out.println("--------------------------------------");

tree.reflect();

System.out.println("交换每个节点的孩子节点后......");

System.out.println("前序遍历二叉树结果: ");

tree.preOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("中序遍历二叉树结果: ");

tree.inOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("后序遍历二叉树结果: ");

tree.postOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("层次遍历二叉树结果: ");

tree.LayerOrder(tree);

System.out.println();

System.out.println("F所在的层次: "+tree.level("F"));

System.out.println("这棵二叉树的高度: "+tree.height());

}

建立一个二叉树，附带查询代码，JAVA代码

import java.util.ArrayList;

// 树的一个节点

class TreeNode {

Object _value = null; // 他的值

TreeNode _parent = null; // 他的父节点，根节点没有PARENT

ArrayList _childList = new ArrayList(); // 他的孩子节点

public TreeNode( Object value, TreeNode parent ){

this._parent = parent;

this._value = value;

}

public TreeNode getParent(){

return _parent;

}

public String toString() {

return _value.toString();

}

}

public class Tree {

// 给出宽度优先遍历的值数组，构建出一棵多叉树

// null 值表示一个层次的结束

// "|" 表示一个层次中一个父亲节点的孩子输入结束

// 如：给定下面的值数组：

// { "root", null, "left", "right", null }

// 则构建出一个根节点，带有两个孩子("left","right")的树

public Tree( Object[] values ){

// 创建根

_root = new TreeNode( values[0], null );

// 创建下面的子节点

TreeNode currentParent = _root; // 用于待创建节点的父亲

//TreeNode nextParent = null;

int currentChildIndex = 0; // 表示 currentParent 是他的父亲的第几个儿子

//TreeNode lastNode = null; // 最后一个创建出来的TreeNode，用于找到他的父亲

for ( int i = 2; i values.length; i++ ){

// 如果null ,表示下一个节点的父亲是当前节点的父亲的第一个孩子节点

if ( values[i] == null ){

currentParent = (TreeNode)currentParent._childList.get(0);

currentChildIndex = 0;

continue;

}

// 表示一个父节点的所有孩子输入完毕

if ( values[i].equals("|") ){

if ( currentChildIndex+1 currentParent._childList.size() ){

currentChildIndex++;

currentParent = (TreeNode)currentParent._parent._childList.get(currentChildIndex);

}

continue;

}

TreeNode child = createChildNode( currentParent, values[i] );

}

}

TreeNode _root = null;

public TreeNode getRoot(){

return _root;

}

/**

// 按宽度优先遍历，打印出parent子树所有的节点

private void printSteps( TreeNode parent, int currentDepth ){

for ( int i = 0; i parent._childList.size(); i++ ){

TreeNode child = (TreeNode)parent._childList.get(i);

System.out.println(currentDepth+":"+child);

}

if ( parent._childList.size() != 0 ) System.out.println(""+null);// 为了避免叶子节点也会打印null

//打印 parent 同层的节点的孩子

if ( parent._parent != null ){ // 不是root

int i = 1;

while ( i parent._parent._childList.size() ){// parent 的父亲还有孩子

TreeNode current = (TreeNode)parent._parent._childList.get(i);

printSteps( current, currentDepth );

i++;

}

}

// 递归调用，打印所有节点

for ( int i = 0; i parent._childList.size(); i++ ){

TreeNode child = (TreeNode)parent._childList.get(i);

printSteps( child, currentDepth+1 );

}

}

// 按宽度优先遍历，打印出parent子树所有的节点

public void printSteps(){

System.out.println(""+_root);

System.out.println(""+null);

printSteps(_root, 1 );

}**/

// 将给定的值做为 parent 的孩子，构建节点

private TreeNode createChildNode( TreeNode parent, Object value ){

TreeNode child = new TreeNode( value , parent );

parent._childList.add( child );

return child;

}

public static void main(String[] args) {

Tree tree = new Tree( new Object[]{ "root", null,

"left", "right", null,

"l1","l2","l3", "|", "r1","r2",null } );

//tree.printSteps();

System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(0) )._childList.get(0) );

System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(0) )._childList.get(1) );

System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(0) )._childList.get(2) );

System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(1) )._childList.get(0) );

System.out.println(""+ ( (TreeNode)tree.getRoot()._childList.get(1) )._childList.get(1) );

}

}

java：二叉树添加和查询方法

package arrays.myArray;

public class BinaryTree {

private Node root;

// 添加数据

public void add(int data) {

// 递归调用

if (null == root)

root = new Node(data, null, null);

else

addTree(root, data);

}

private void addTree(Node rootNode, int data) {

// 添加到左边

if (rootNode.data data) {

if (rootNode.left == null)

rootNode.left = new Node(data, null, null);

else

addTree(rootNode.left, data);

} else {

// 添加到右边

if (rootNode.right == null)

rootNode.right = new Node(data, null, null);

else

addTree(rootNode.right, data);

}

}

// 查询数据

public void show() {

showTree(root);

}

private void showTree(Node node) {

if (node.left != null) {

showTree(node.left);

}

System.out.println(node.data);

if (node.right != null) {

showTree(node.right);

}

}

}

class Node {

int data;

Node left;

Node right;

public Node(int data, Node left, Node right) {

this.data = data;

this.left = left;

this.right = right;

}

}

java二叉树遍历问题

二叉树具有以下重要性质：

性质1 二叉树第i层上的结点数目最多为2i-1(i≥1)。

证明：用数学归纳法证明：

归纳基础：i=1时，有2i-1=20=1。因为第1层上只有一个根结点，所以命题成立。

归纳假设：假设对所有的j(1≤ji)命题成立，即第j层上至多有2j-1个结点，证明j=i时命题亦成立。

归纳步骤：根据归纳假设，第i-1层上至多有2i-2个结点。由于二叉树的每个结点至多有两个孩子，故第i层上的结点数至多是第i-1层上的最大结点数的2倍。即j=i时，该层上至多有2×2i-2=2i-1个结点，故命题成立。

性质2 深度为k的二叉树至多有2k-1个结点(k≥1)。

证明：在具有相同深度的二叉树中，仅当每一层都含有最大结点数时，其树中结点数最多。因此利用性质1可得，深度为k的二叉树的结点数至多为：

20+21+…+2k-1=2k-1

故命题正确。

性质3 在任意-棵二叉树中，若终端结点的个数为n0，度为2的结点数为n2，则no=n2+1。

证明：因为二叉树中所有结点的度数均不大于2，所以结点总数(记为n)应等于0度结点数、1度结点(记为n1)和2度结点数之和：

n=no+n1+n2 (式子1)

另一方面，1度结点有一个孩子，2度结点有两个孩子，故二叉树中孩子结点总数是：

nl+2n2

树中只有根结点不是任何结点的孩子，故二叉树中的结点总数又可表示为：

n=n1+2n2+1 (式子2)

由式子1和式子2得到：

no=n2+1

满二叉树和完全二叉树是二叉树的两种特殊情形。

1、满二叉树(FullBinaryTree)

一棵深度为k且有2k-1个结点的二又树称为满二叉树。

满二叉树的特点：

（1） 每一层上的结点数都达到最大值。即对给定的高度，它是具有最多结点数的二叉树。

（2） 满二叉树中不存在度数为1的结点，每个分支结点均有两棵高度相同的子树，且树叶都在最下一层上。

图(a)是一个深度为4的满二叉树。

2、完全二叉树(Complete BinaryTree)

若一棵二叉树至多只有最下面的两层上结点的度数可以小于2，并且最下一层上的结点都集中在该层最左边的若干位置上，则此二叉树称为完全二叉树。

特点：

（1） 满二叉树是完全二叉树，完全二叉树不一定是满二叉树。

（2） 在满二叉树的最下一层上，从最右边开始连续删去若干结点后得到的二叉树仍然是一棵完全二叉树。

（3） 在完全二叉树中，若某个结点没有左孩子，则它一定没有右孩子，即该结点必是叶结点。

如图(c)中，结点F没有左孩子而有右孩子L，故它不是一棵完全二叉树。

图(b)是一棵完全二叉树。

性质4 具有n个结点的完全二叉树的深度为

证明：设所求完全二叉树的深度为k。由完全二叉树定义可得：

深度为k得完全二叉树的前k-1层是深度为k-1的满二叉树，一共有2k-1-1个结点。

由于完全二叉树深度为k，故第k层上还有若干个结点，因此该完全二叉树的结点个数：

n2k-1-1。

另一方面，由性质2可得：

n≤2k-1，

即：2k-1-ln≤2k-1

由此可推出：2k-1≤n2k，取对数后有：

k-1≤lgnk

又因k-1和k是相邻的两个整数，故有

,

由此即得：

注意：

的证明

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