二叉树前序中序后序查找

2023-12-17 19:22:34

13.1.1 二叉树-查找指定节点

要求：

请编写前序查找，中序查找和后序查找
并分别使用三种查找方式，查找Node的id = 5 的节点
并分析各种查找方式，分别比较了多少次

思路：

前序查找：
1. 先判断当前节点的id是否是要查找的
2. 如果相等，则返回当前节点
3. 如果不相等，则判断当前节点的左节点是否为空，如果不为空，则递归前序查找
4. 如果左递归前序查找，找到节点则返回，否则判断，当前的节点的右子节点是否为空，如果不空，则继续向右递归前序查找
中序查找
1. 判断当前节点的左节点是否为空，如果不为空，则递归中序查找
2. 如果找到，则返回，如果没找到，就和当前节点比较，找到则返回
3. 如果当前节点不相等，则判断右节点是否为空，如果不为空，则递归中序查找右子树，找到则返回
4. 如果右递归中序查找没找到就返回null

后续查找

判断当前节点的左节点是否为空，如果不为空则进行左递归
如果为空，则判断右节点是否为空，如果不为空则进行右递归
如果为空，则判断当前节点是否相等，如果相等则返回，如果不相等则返回null

package tree;

public class BinaryTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建二叉树
        BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
        // 创建需要的节点
        Node1 root = new Node1(1,"a1");
        Node1 n2 = new Node1(2,"a2");
        Node1 n3 = new Node1(3,"a3");
        Node1 n4 = new Node1(4,"a4");
        // 说明，我们先手动创建二叉树，后面使用递归创建二叉树
        root.setLeft(n2);
        root.setRight(n3);
        n3.setRight(n4);
        binaryTree.setRoot(root);
        // 测试 遍历
        System.out.println("前序遍历：");
        binaryTree.preOrder(); // 1 2 3 4
        System.out.println("中序遍历 ");
        binaryTree.infixOrder(); // 2 1 3 4
        System.out.println("后序遍历：");
        binaryTree.postOrder(); // 2 4 3 1

        // 测试查找
        System.out.println("前序查找");// 前序遍历的次数 4
        Node1 resNode = binaryTree.preOrderSearch(4);
        if (resNode != null){
            System.out.println("finded\t"+resNode.getId() + "\t" + resNode.getName());
        }else{
            System.out.println("Not find");
        }
        System.out.println("中序查找"); // 中序遍历次数 3
        resNode = binaryTree.infixOrderSearch(4);
        if (resNode != null){
            System.out.println("finded\t"+resNode.getId() + "\t" + resNode.getName());
        }else{
            System.out.println("Not find");
        }
        System.out.println("后序查找"); // 后序遍历 2
        resNode = binaryTree.postOrderSearch(4);
        if (resNode != null){
            System.out.println("finded\t"+resNode.getId() + "\t" + resNode.getName());
        }else{
            System.out.println("Not find");
        }

    }
}
class BinaryTree{
    private Node1 root;

    public Node1 getRoot() {
        return root;
    }

    public void setRoot(Node1 root) {
        this.root = root;
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.preOrder();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空");
        }
    }
    // 中序遍历
    public void infixOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.infixOrder();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空");
        }
    }
    // 后序遍历
    public void postOrder(){
        if (this.root != null){
            this.root.postOrder();
        }else{
            System.out.println("二叉树为空");
        }
    }

    // 前序查找
    public Node1 preOrderSearch(int id){

        if (this.root != null){
            return root.preOrdersearch(id);
        }else{
            return null;
        }
    }
    // 中序查找
    public Node1 infixOrderSearch(int id){
        if (this.root != null){
            return root.infixOrderSearch(id);
        }else {
            return null;
        }
    }
    // 后序查找
    public Node1 postOrderSearch(int id){
        if (this.root != null){
            return root.postOrderSearch(id);
        } else{
            return null;
        }
    }
}
// 先创建节点
class Node1{
    private int id;
    private String name;
    private Node1 left;
    private Node1 right;

    public Node1(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Node1 getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(Node1 left) {
        this.left = left;
    }

    public Node1 getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(Node1 right) {
        this.right = right;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node1{" +
                "id=" + id +
                ", name=‘" + name + ‘\‘‘ +
                ‘}‘;
    }
    // 编写前序遍历
    public void preOrder(){
        System.out.println(this); //  先输出当前节点
        // 递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null){
            this.left.preOrder();
        }
        // 递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null){
            this.right.preOrder();
        }
    }
    // 编写中序遍历
    public void infixOrder(){
        // 递归向左子树中序遍历
        if (this.left != null){
            this.left.infixOrder();
        }
        System.out.println(this);
        // 嘀咕向右子树中序遍历
        if (this.right != null){
            this.right.infixOrder();
        }
    }
    // 编写后序遍历
    public void postOrder(){
        // 左子树后序遍历
        if (this.left != null){
            this.left.postOrder();
        }
        // 右子树后序遍历
        if (this.right != null){
            this.right.postOrder();
        }
        System.out.println(this);
    }

    // 前序遍历查找

    /**
     *
     * @param id 要查找的id
     * @return 若找到则返回当前Node1，如果没找到则返回null
     */
    public Node1 preOrdersearch(int id){
        System.out.println("进行前序遍历~~"); // 用来判断比较几次
        // 比较当前节点是不是
        if (this.id == id){
            return this;
        }
        // 判断当前节点的左子树是否为空
        Node1 resNode = null; // 通过res判断找没找到
        if (this.left != null){
            resNode = this.left.preOrdersearch(id);
        }
        if (resNode != null){ // 说明我们左子树找到了
            return resNode;
        }
        // 判断当前节点的右子树是否为空
        if (this.right != null){
            resNode = this.right.preOrdersearch(id);
        }
        if (resNode != null){
            return resNode;
        }
        return resNode;
    }

    // 中序查找
    public Node1 infixOrderSearch(int id){

        Node1 resNode = null;
        // 判断左节点是否为空，如果不为空则便利左节点
        if (this.left != null){
            resNode = this.left.infixOrderSearch(id);
        }
        if (resNode != null){
            return resNode;
        }
        System.out.println("进行中序遍历~~"); // 用来判断比较几次
        // 判断当前节点是否是要找的节点，如果是则返回
        if (this.id == id){
            return this;
        }
        // 判断右子树是否为空，如果不为空，则进行右遍历
        if (this.right != null){
            resNode = this.right.infixOrderSearch(id);
        }
        if (resNode != null){
            return resNode;
        }
        return resNode;
    }
    // 逆序查找
    public Node1 postOrderSearch(int id){

        Node1 resNode = null;
        // 判断左子树是否为空，如果不为空，则进行左递归
        if (this.left != null){
            resNode = this.left.postOrderSearch(id);
        }
        if (resNode != null){
            return resNode;
        }
        // 判断右子树是否为空，如果不为空，则进行右递归
        if (this.right != null){
            resNode = this.right.postOrderSearch(id);
        }
        if (resNode != null){
            return resNode;
        }
        System.out.println("进行后序遍历~~"); // 用来判断比较几次
        // 判断当前节点是否是要找的节点，如果是，则直接返回
        if (this.id == id){
            return this;
        }
        return resNode;
    }
}

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