Java怎么实现二叉搜索树的插入、删除功能
这篇文章给大家介绍Java怎么实现二叉搜索树的插入、删除功能，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。
Java的特点有哪些
Java的特点有哪些 1.Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程。 2.Java具有简单性、面向对象、分布式、安全性、平台独立与可移植性、动态性等特点。 3.使用Java可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等。
二叉树的结构
public class TreeNode { int val; TreeNode left; TreeNode right; TreeNode() { } TreeNode(int val) { this.val = val; } }中序遍历
中序遍历：从根节点开始遍历，遍历顺序是：左子树->当前节点->右子树，在中序遍历中，对每个节点来说：
只有当它的左子树都被遍历过了（或者没有左子树），它才会被遍历到。
在遍历右子树之前，一定会先遍历当前节点。
中序遍历得到的第一个节点是没有左子树的（也许是叶子节点，也许有右子树）
同理，中序遍历的最后一个节点没有右子树
代码递归实现
Listlist = new ArrayList<>(); public void inorder_traversal(TreeNode root) { if (root == null) { return; } if (root.left != null) { inorder_traversal(root.left); } list.add(root); if (root.right != null) { inorder_traversal(root.right); } }
二叉搜索树的定义
对每一个节点而言，左子树的所有节点小于它，右子树的所有节点大于它
二叉树中每一个节点的值都不相同
中序遍历的结果是升序的
这些定义决定了它的优点：查找效率快，因为二叉搜索树查找一个值时，可以通过二分查找的方式，平均时间复杂度为log2(n),n是二叉树的层树
下图就是一个标准的二叉搜索树，右子树比根节点大，左子树比根节点小
查找节点
给定一个值，使用循环在二叉搜索树中查找，找到该节点为止
从根节点开始，不断循环进行比较
给定值大于当前节点，就找右子树，小于就找左子树，值相等就是找到了节点
代码实现如下
public TreeNode search(TreeNode root, int val) { // 节点不为空，且不等于特定值 while(root != null && root.val != val){ if(root.val > val){ root = root.left; }else{ root = root.right; } } return root; }添加节点
设要添加的节点为b， 二叉搜索树的添加是将b作为叶子节点加入到其中，因为叶子节点的增加比较简单。
跟搜索过程类似，从根节点开始，不断循环找，找到一个适合新节点的位置
b值比当前节点大（小），并且当前节点的右（左）子树为空，将b插入到当前节点的右（左）子树中
如果当前节点的子树不为空，继续往下寻找
使用一个随着搜索过程，不断更新的pre节点作为b的父节点，由pre节点添加b
有可能要插入节点的二叉树是一颗空树，创建一个新的二叉树
如果二叉搜索树中已经有跟b相等的值，不需要进行添加
public TreeNode insertInto(TreeNode root, int val) { if (root == null) { // 树为空树的情况 return new TreeNode(val); } // 一个临时节点指向根节点，用于返回值 TreeNode tmp = root; TreeNode pre = root; while (root != null && root.val != val) { // 保存父节点 pre = root; if (val > root.val) { root = root.right; } else { root = root.left; } } // 通过父节点添加 if (val > pre.val) { pre.right = new TreeNode(val); } else { pre.left = new TreeNode(val); } return tmp; }删除节点
删除过程比较复杂，先设二叉搜索树要删除的节点为a，a有以下三种情况
a为叶子节点
a有一个子节点
a有两个子节点删除叶子节点
过程类似搜索节点，找到到a后，通过它的父节点删除，并且叶子节点的删除不影响树的性质
有一个子节点的节点
要将a删除，并且保留a的子节点，让它的父节点连接它的子节点即可，因为a的子节点 与 a的父节点 关系 == a与 a的父节点 关系，所以不改变树的性质
二叉搜索树的定义决定了：对于每一个节点而言，它 大于（小于） 它的父节点，那么它的子节点 大于（小于） 它的父节点
过程像这张图一样
删除有两个子节点的节点
我们可以通过交换节点的方式，让a 和 只有一个子节点的节点 交换，删除a的操作就变成了上面第二种情况。
我们知道中序遍历二叉搜索树的结果是升序的，如果要交换，肯定要找中序遍历在a左右两边的节点（因为值交换之后也满足二叉搜索树的定义）
中序遍历的后（前）一个节点是右（左）子树中序遍历的第一个（最后一个）节点，而且它们都只有一个子节点
过程跟下面这张图类似（a的值与中序遍历的后一个节点交换，并删除这个节点）
代码实现
public TreeNode deleteNode(TreeNode root, int key) { TreeNode tmp = root; TreeNode pre = root; // 寻找要删除的节点 while (root != null && root.val != key) { pre = root; if (key > root.val) { root = root.right; } else { root = root.left; } } // 找不到符合的节点值 if (root == null) { return tmp; } // 只有一个子节点或者没有子节点的情况 if (root.left == null || root.right == null) { if (root.left == null) { // 要删除的是根节点，返回它的子节点 if (root == tmp) { return root.right; } // 使用父节点连接子节点，实现删除当前节点 if (pre.left == root) { pre.left = root.right; } else { pre.right = root.right; } } else { if (root == tmp) { return root.left; } if (pre.left == root) { pre.left = root.left; } else { pre.right = root.left; } } return tmp; } // 第一种方式 // 寻找中序遍历的后一个节点，也就是右子树进行中序遍历的第一个节点，右子树的最左节点 pre = root; TreeNode rootRight = root.right; while (rootRight.left != null) { pre = rootRight; rootRight = rootRight.left; } // 节点的值进行交换 int tmpVal = rootRight.val; rootRight.val = root.val; root.val = tmpVal; // 中序遍历的第一个节点肯定是没有左子树的，但是可能有右子树，将右子树连接到父节点上（相当于删除有一个子节点的节点） if (pre.left == rootRight) { pre.left = rootRight.right; }else { pre.right = rootRight.right; } // 第二种方式 // 寻找中序遍历的前一个节点，也就是左子树进行中序遍历的最后一个节点，左子树的最右节点// pre = root;// TreeNode rootLeft = root.left;// while (rootLeft.right != null){// pre = rootLeft;// rootLeft = rootLeft.right;// }//// int tmpVal = rootLeft.val;// rootLeft.val = root.val;// root.val = tmpVal;//// // 中序遍历的最后一个节点肯定是没有右子树的，但是可能有左子树，将左子树连接到父节点上（相当于删除有一个子节点的节点）// if (pre.left == rootLeft) {// pre.left = rootLeft.left;// }else {// pre.right = rootLeft.left;// } return tmp; }关于Java怎么实现二叉搜索树的插入、删除功能就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。
