Explication détaillée de l'implémentation de l'arbre binaire Java et des cas d'application spécifiques
L'arbre binaire est une structure de données souvent utilisée en informatique, qui peut effectuer des opérations de recherche et de tri très efficaces. Dans cet article, nous verrons comment implémenter un arbre binaire en Java et certains de ses cas d'application spécifiques.
Définition de l'arbre binaire
L'arbre binaire est une structure de données très importante, composée du nœud racine (le nœud supérieur de l'arbre) et de plusieurs sous-arbres gauche et sous-arbres droits. Chaque nœud a au plus deux nœuds enfants, le nœud enfant de gauche est appelé sous-arbre gauche et le nœud enfant de droite est appelé sous-arbre droit. Si un nœud n’a aucun nœud enfant, il est appelé nœud feuille ou nœud terminal.
Implémentation d'un arbre binaire en Java
La classe Node peut être utilisée en Java pour représenter les nœuds d'un arbre binaire. Cette classe contient une valeur de type int et deux références de type Node à gauche et à droite. , représentant respectivement le nœud enfant gauche et le nœud enfant droit. Voici un exemple de code :
class TreeNode { int val; TreeNode left; TreeNode right; TreeNode(int x) { val = x; } }
Opérations de base pour implémenter un arbre binaire
public class TreeBuilder { public TreeNode buildTree(int[] array) { if (array == null || array.length == 0) { return null; } return build(array, 0, array.length - 1); } private TreeNode build(int[] array, int start, int end) { if (start > end) { return null; } int mid = (start + end) / 2; TreeNode root = new TreeNode(array[mid]); root.left = build(array, start, mid - 1); root.right = build(array, mid + 1, end); return root; } }
public class TreeSearch { public TreeNode search(TreeNode root, int target) { if (root == null || root.val == target) { return root; } if (root.val > target) { return search(root.left, target); } else { return search(root.right, target); } } }
public class TreeInsert { public TreeNode insert(TreeNode root, int target) { if (root == null) { return new TreeNode(target); } if (root.val > target) { root.left = insert(root.left, target); } else if (root.val < target) { root.right = insert(root.right, target); } return root; } }
public class TreeDelete { public TreeNode delete(TreeNode root, int target) { if (root == null) { return null; } if (root.val > target) { root.left = delete(root.left, target); } else if (root.val < target) { root.right = delete(root.right, target); } else { if (root.left == null && root.right == null) { return null; } else if (root.left == null) { return root.right; } else if (root.right == null) { return root.left; } else { TreeNode min = findMin(root.right); root.val = min.val; root.right = delete(root.right, min.val); } } return root; } private TreeNode findMin(TreeNode node) { while (node.left != null) { node = node.left; } return node; } }
public class TreeFindKth { private int cnt = 0; public int kthSmallest(TreeNode root, int k) { if (root == null) { return Integer.MAX_VALUE; } int left = kthSmallest(root.left, k); if (left != Integer.MAX_VALUE) { return left; } cnt++; if (cnt == k) { return root.val; } return kthSmallest(root.right, k); } }
public class TreeFindMinK { public List<Integer> kSmallest(TreeNode root, int k) { List<Integer> result = new ArrayList<>(); Stack<TreeNode> stack = new Stack<>(); TreeNode current = root; while (current != null || !stack.isEmpty()) { while (current != null) { stack.push(current); current = current.left; } current = stack.pop(); result.add(current.val); if (result.size() == k) { return result; } current = current.right; } return result; } }
public class TreeDepth { public int maxDepth(TreeNode root) { if (root == null) { return 0; } return Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right)) + 1; } }
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