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3.9 KiB
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/**
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* File: binary_search_tree.dart
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* Created Time: 2023-04-04
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* Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
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*/
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import '../utils/print_util.dart';
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import '../utils/tree_node.dart';
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/* 二元搜尋樹 */
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class BinarySearchTree {
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late TreeNode? _root;
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/* 建構子 */
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BinarySearchTree() {
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// 初始化空樹
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_root = null;
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}
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/* 獲取二元樹的根節點 */
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TreeNode? getRoot() {
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return _root;
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}
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/* 查詢節點 */
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TreeNode? search(int _num) {
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TreeNode? cur = _root;
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// 迴圈查詢，越過葉節點後跳出
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while (cur != null) {
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// 目標節點在 cur 的右子樹中
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if (cur.val < _num)
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cur = cur.right;
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// 目標節點在 cur 的左子樹中
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else if (cur.val > _num)
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cur = cur.left;
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// 找到目標節點，跳出迴圈
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else
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break;
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}
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// 返回目標節點
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return cur;
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}
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/* 插入節點 */
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void insert(int _num) {
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// 若樹為空，則初始化根節點
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if (_root == null) {
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_root = TreeNode(_num);
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return;
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}
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TreeNode? cur = _root;
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TreeNode? pre = null;
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// 迴圈查詢，越過葉節點後跳出
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while (cur != null) {
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// 找到重複節點，直接返回
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if (cur.val == _num) return;
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pre = cur;
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// 插入位置在 cur 的右子樹中
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if (cur.val < _num)
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cur = cur.right;
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// 插入位置在 cur 的左子樹中
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else
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cur = cur.left;
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}
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// 插入節點
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TreeNode? node = TreeNode(_num);
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if (pre!.val < _num)
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pre.right = node;
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else
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pre.left = node;
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}
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/* 刪除節點 */
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void remove(int _num) {
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// 若樹為空，直接提前返回
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if (_root == null) return;
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TreeNode? cur = _root;
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TreeNode? pre = null;
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// 迴圈查詢，越過葉節點後跳出
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while (cur != null) {
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// 找到待刪除節點，跳出迴圈
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if (cur.val == _num) break;
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pre = cur;
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// 待刪除節點在 cur 的右子樹中
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if (cur.val < _num)
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cur = cur.right;
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// 待刪除節點在 cur 的左子樹中
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else
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cur = cur.left;
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}
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// 若無待刪除節點，直接返回
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if (cur == null) return;
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// 子節點數量 = 0 or 1
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if (cur.left == null || cur.right == null) {
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// 當子節點數量 = 0 / 1 時， child = null / 該子節點
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TreeNode? child = cur.left ?? cur.right;
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// 刪除節點 cur
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if (cur != _root) {
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if (pre!.left == cur)
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pre.left = child;
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else
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pre.right = child;
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} else {
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// 若刪除節點為根節點，則重新指定根節點
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_root = child;
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}
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} else {
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// 子節點數量 = 2
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// 獲取中序走訪中 cur 的下一個節點
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TreeNode? tmp = cur.right;
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while (tmp!.left != null) {
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tmp = tmp.left;
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}
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// 遞迴刪除節點 tmp
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remove(tmp.val);
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// 用 tmp 覆蓋 cur
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cur.val = tmp.val;
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}
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}
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}
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/* Driver Code */
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void main() {
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/* 初始化二元搜尋樹 */
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BinarySearchTree bst = BinarySearchTree();
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// 請注意，不同的插入順序會生成不同的二元樹，該序列可以生成一個完美二元樹
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List<int> nums = [8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15];
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for (int _num in nums) {
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bst.insert(_num);
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}
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print("\n初始化的二元樹為\n");
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printTree(bst.getRoot());
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/* 查詢節點 */
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TreeNode? node = bst.search(7);
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print("\n查詢到的節點物件為 $node ，節點值 = ${node?.val}");
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/* 插入節點 */
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bst.insert(16);
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print("\n插入節點 16 後，二元樹為\n");
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printTree(bst.getRoot());
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/* 刪除節點 */
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bst.remove(1);
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print("\n刪除節點 1 後，二元樹為\n");
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printTree(bst.getRoot());
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bst.remove(2);
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print("\n刪除節點 2 後，二元樹為\n");
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printTree(bst.getRoot());
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bst.remove(4);
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print("\n刪除節點 4 後，二元樹為\n");
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|
printTree(bst.getRoot());
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}
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