JAVA实现二叉平衡树

JAVA代码实现

package main.com.Tree;

class AvlNode{
    //每个节点中储存的数据
    int data;
    //左孩子节点
    AvlNode lNode;
    //右节点
    AvlNode rNode;
    //树的高度,用于判断树是否平衡
    int height;
    public AvlNode(int data){
        this.data=data;
        //初始高度是1，即只有一个根节点
        this.height=1;
    }
}
public class AvlTree {

    //获取一棵树的高度
    public static int height(AvlNode node){
        //如果树是空，那么高度也就是0
        return node==null ? 0 : node.height;
    }


    //判断当前树是否平衡，用来判断树是否需要旋转
    public static boolean isBalanced(AvlNode node){
        //如果高度小于等于1，那么就是一个只有根节点，是平衡树。
        if(height(node)<=1){return true;}
        //计算左右分支的高度差，小于等于1的就是平衡树

        return Math.abs(height(node.lNode)-height(node.rNode))<=1;
    }

    //右旋
    /*
                 ----->
           3                2
          /                / \
        2                 1   3
       /
      1
    */
    public static AvlNode Right_Rotate(AvlNode node){
        //用来存放根节点
        AvlNode root;
        //左旋操作
        root=node.lNode;
        node.lNode=root.rNode;
        root.rNode=node;
        //重新计算计算节点高度
        node.height=Math.max(height(node.lNode),height(node.rNode))+1;
        root.height=Math.max(height(root.lNode),height(root.rNode))+1;
        //返回旋转之后的树
        return root;
    }


    /*左旋
            ----->
     1                 2
      \               /  \
       2             1    3
        \
         3
     */
    public static AvlNode Left_Rotate(AvlNode node){
        AvlNode root;
        root=node.rNode;
        node.rNode=root.lNode;
        root.lNode=node;
        //上面只对node节点（也就是图中的1节点）root节点（也就是2节点）进行了操作，所以下面对其进行高度的重新计算
        node.height=Math.max(height(node.lNode),height(node.rNode))+1;
        root.height= Math.max(height(root.lNode),height(root.rNode))+1;
        return root;
    }

    /*左右，先左旋，再右旋
            ------>       ------->
      3              3                2
     /              /                / \
    1              2                1   3
     \            /
      2          1
     */
    public static AvlNode Left_Right_Rotate(AvlNode node){
        AvlNode root;
        //先将node的左子树左旋
        node.lNode=Left_Rotate(node.lNode);
        //然后将node右旋
        root=Right_Rotate(node);
        return root;
    }

    /*先右旋，再左旋。
          --------->           ---------->
      3               3                      4
       \               \                    / \
        5               4                  3   5
       /                 \
      4                   5

     */
    public static AvlNode Right_Left_Rotate(AvlNode node){
        AvlNode root;
        //将右子树右旋
        node=Right_Rotate(node.rNode);
        //再将node树左旋
        root=Left_Rotate(node);
        return root;
    }

    //node：是目标树。
    //data：要插入到目标树的数据
    public static AvlNode insert(AvlNode node,int data){
        AvlNode insertNode=new AvlNode(data);
        //首先判断node是不是空
        if(node==null) {
            //如果是空那么新插入的节点就是跟节点
            return insertNode;
        }
        if(data>node.data){
            //插入数据大于当前节点，遍历右节点
            node.rNode=insert(node.rNode,data);
            //插入完成后计算节点的高度
            node.height=Math.max(height(node.lNode),height(node.rNode))+1;
            //进行平衡操作
            if(!isBalanced(node)){
                //如果树不平衡，则进行平衡操作。
                //因为是插入的右节点。所以只可能是：右-右型和左右型
                if(data<node.rNode.data){
                    //如果插入的数据小于node的右节点就是：右左型
                    node=Right_Left_Rotate(node);
                }else{
                    //否则就是：右右型
                    node=Left_Rotate(node);
                }
            }
        }else{
            //小于等于都往左边插入
            node.lNode=insert(node.lNode,data);
            //插入完成后计算节点的高度
            node.height=Math.max(height(node.lNode),height(node.rNode))+1;
            //处理平衡
            if(!isBalanced(node)){
                if(data>node.lNode.data){
                    //左右型
                    node=Left_Right_Rotate(node);
                }else{
                    //左左型
                    node=Right_Rotate(node);
                }
            }
        }


        return node;
    }
}

测试代码

public class TreeTest {

    public static void main(String[] args) {
        AvlNode tree=AvlTree.insert(null,1);
        tree=AvlTree.insert(tree,2);
        tree=AvlTree.insert(tree,3);
        tree=AvlTree.insert(tree,4);
        tree=AvlTree.insert(tree,5);
        tree=AvlTree.insert(tree,6);
        tree=AvlTree.insert(tree,7);
        tree=AvlTree.insert(tree,8);

    }
}

可以使用IDEA的debug查看树的结构