树根:rootNode. 树只有一个树根。

节点:Node. 树上的所有节点。

子节点数组:Node[]. 数组代表每个节点的所有子节点

父节点:parentNode. 每个节点只有一个父节点。

2. Node为Tree中的内部类

parent ：指向父节点的引用

childern: 孩子数组，存储该节点的所有子节点。

T 为泛型参数,代表节点应该存储什么类型的数据，是该节点的数据域。

size: 该节点所有的孩子数目。(孩子数组中所有元素的数目)

3.Tree类(Tree就是对树进行增删改查的实现类,该类内部维护了一个树根节点。)

treeRoot:Tree进行维护的一个树根节点。

cur:代表当前节点的引用,用于各种方法中,减少空间复杂度。

DEFAULT_SIZE:孩子节点数组的默认大小,数值为10.

findNodes():该方法返回当前节点的孩子节点数组。

find():该方法实现返回树中节点的引用功能,用于遍历树节点并且提供当前操作节点的功能。

add():该方法实现对节点的添加,内部调用了find()与addNode()方法实现父类节点的查找与节点数组的动态扩容。

3.实现思路:

代码1:建立一个Tree类。该类内部维护一个顺序树,对外提供基于树的增删改查的方法.该代码是整个树结构的组成单元。

@SuppressWarnings(value = "all")public class Tree{//Tree构造器,构造一个TreeRoot

publicTree() {

treeRoot= newNode();

}//基于数组的树//孩子数组默认初始大小

static int DEFAULT_SIZE = 10;//树根,Tree对象负责维护该对象。

privateNode treeRoot;//指向当前叶子的指针

privateNode cur;//节点内部类,树结构的基本组成单位。

static class Node{//孩子数组中元素的个数

private int size = 0;//父节点指针

private Nodeparaent;private Node[] children = newNode[DEFAULT_SIZE];//叶子数据域

privateT t;//叶子名称

privateString name;//Node对外提供两个构造方法.一个无参构造用于构造树根元素,另外一个负责构造叶子节点元素。

publicNode() {this.name = "树根";

}publicNode(T t, String name) {this.t =t;this.name =name;

}

}

}

代码2：add方法的实现

//方法需要传入一个节点指针引用

public void add(Nodenode){//调用find()方法找到当前操作节点,然后通过addNode()方法添加到该节点的孩子数组中

Node parent =find();

addNode(parent, node);

}

代码3:find()方法的实现:方法实现树的查询操作。

(代码有点长,我写的时候也有点晕了,不过想象成你在操作文件夹理解起来也许就会轻松很多~)

public Nodefind(){//使当前节点成为树根节点

Node cur =treeRoot;

Scanner scanner= newScanner(System.in);//标识用户操作的字符串

String flag = null;//标识节点在数组中的下标变量

int index = 0;//用于接收当前节点的孩子数组

Node[] nodes = null;//需要在循环条件下对节点进行挑选操作

while(true){

System.out.println("当前父节点:"+cur.name);

System.out.println("当前节点添加或者是否继续遍历子节点?");//

//(ps:按1遍历当前节点的孩子数组,按2在当前节点插入叶子节点。就相当在当前文件夹添加文件，还是进入子文件夹中)

flag =scanner.nextLine();//如果选择1，则表示遍历当前节点的孩子数组。

if(flag.equals("1")){//通过finjNodes()方法得到当前节点的孩子节点数组

nodes =findNodes(cur);//如果数组中的元素个数为0,则结束本次操作。

if(cur.size==0){

System.out.println("无子节点,本次插入操作结束!");return null;

}//如果不为零则输出所有不为null的孩子节点

for (int i = 0; i < nodes.length; i++) {if(nodes[i]!=null)

System.out.print(nodes[i].name+"("+i+")"+" ");

}//选择一个节点进行操作

System.out.println("请选中一个节点(ps:选择方式根据括号下标)");//操作使用while循环,防止用户输入字符不是数字而跳出try语句块。

while(true){try{

index=Integer.valueOf(scanner.nextLine());

cur=nodes[index];if(cur==null){

System.out.println("节点不存在,请重新输入");continue;

}break;

}catch(Exception e) {

System.out.println("输入下标格式不正确,请重新输入!");

}

}

}//不为1,则返回当前节点。

else{/**try {

} finally {

//System.out.println("关闭流");

//scanner.close();这里关闭流了,然后下次调用该方法反而会引发异常??

}*/System.out.println();returncur;

}

}

}

代码4:addNode()方法:

//该方法传入一个父节点与一个子节点指针

public void addNode(Node parent, Nodenode) {//如果父节点不为null

if(parent!=null){//得到父节点所有孩子的数量

int size =parent.size;//在增加元素之前调用enSureSize()方法,进行是否需要扩容检查.

enSureSize(size+1, parent);//父节点增加一个元素

parent.children[size] =node;

parent.size++;

}

}

代码5: enSureSize()方法。检查是否需要调用gorw()方法实现动态扩容

public void enSureSize(intminCapcity, Node parent) {//minCapcity为父节点当前所有孩子的数量,从默认大小和孩子数量之间选择一个较大数

minCapcity =Math.max(DEFAULT_SIZE, minCapcity);//如果孩子数量超过了当前数组的长度,则调用grow()方法

if (minCapcity - parent.children.length > 0)

grow(minCapcity, parent);

}

代码6:grow()方法.。实现0.5倍的数组容量增长,或者整个数组的拷贝。

public void grow(int minCapcity, Nodeparent) {//限制数组的最大长度

if (minCapcity > Integer.MAX_VALUE - 8) {

System.out.print("数组长度超过最大长度限制");return;

}

Node[] arrys=parent.children;int oldLength =arrys.length, newLength;

newLength= oldLength + (int) (0.5 * oldLength);//0.5倍扩容//如果数量大于新的数组长度,则让孩子数量为新的数组长度

if (minCapcity >newLength)

newLength=minCapcity;//Arrays工具类提供的一个native方法,实现数组的高效拷贝。

parent.children =Arrays.copyOf(arrys, newLength);

}

代码7:主函数用for循环实现一个节点数为10的树

public static voidmain(String[] args) {//实例化一个类型为String的Tree

Tree tree = new Tree();for (int i = 0; i < 10; i++) {//生成十个数据域为(0-10)随机数，名称为"Node"+i的叶子

tree.add(new Node(""+(int)(Math.random()*10), "Node"+i));

}

}

5.说明:

因为时间和个人能力有限,这次对于树的操作算法繁琐且有缺陷,因为每次查询就不能再返回父节点的位置,有兴趣的童鞋可以修改下代码~~~~~

6.总结:

此篇文章是以自己的角度来想象树应该是有怎么样的一个结构,通过怎么样的方法可以对它进行一系列的操作.其实通过文件系统我们可以更加理解树的构造和基本操作，例如windows下磁盘驱动器就好比如树的根节点,其子文件就相当于树的一片片叶子。在驱动器的基础上我们可以建立许多的文件夹,文件夹又可以放入许多的文件夹…虽然只提供了查询和增加节点的操作,但是相信伙伴们能在find()方法的基础上对节点实现删除和更新操作.(后续继续二叉树和平衡二叉树的总结)

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