Java中树的存储结构实现示例代码

一、树

树与线性表、栈、队列等线性结构不同，树是一种非线性结构。

一棵树只有一个根节点，如果一棵树有了多个根节点，那它已经不再是一棵树了，而是多棵树的集合，也被称为森林。

二、树的父节点表示法

树中除根节点之外每个节点都有一个父节点，为了记录树中节点与节点之间的父子关系，可以为每个节点增加一个parent域，用以记录该节点的父节点。

package com.ietree.basic.datastructure.tree;import java.util.ArrayList;import java.util.List;public class TreeParent<E> {  public static class node<T> {    T data;    // 保存其父节点的位置    int parent;    public Node() {    }    public Node(T data) {      this.data = data;    }    public Node(T data, int parent) {      this.data = data;      this.parent = parent;    }    public String toString() {      return "TreeParent$Node[data=" + data + ", parent=" + parent + "]";    }  }  private final int DEFAULT_TREE_SIZE = 100;  private int treeSize = 0;  // 使用一个Node[]数组来记录该树里的所有节点  private Node<E>[] nodes;  // 记录树的节点数  private int nodeNums;  // 以指定节点创建树  public TreeParent(E data) {    treeSize = DEFAULT_TREE_SIZE;    nodes = new Node[treeSize];    nodes[0] = new Node<E>(data, -1);    nodeNums++;  }  // 以指定根节点、指定treeSize创建树  public TreeParent(E data, int treeSize) {    this.treeSize = treeSize;    nodes = new Node[treeSize];    nodes[0] = new Node<E>(data, -1);    nodeNums++;  }  // 为指定节点添加子节点  public void addNode(E data, Node parent) {    for (int i = 0; i < treeSize; i++) {      // 找到数组中第一个为null的元素，该元素保存新节点      if (nodes[i] == null) {        // 创建新节点，并用指定的数组元素保存它        nodes[i] = new Node(data, pos(parent));        nodeNums++;        return;      }    }    throw new RuntimeException("该树已满，无法添加新节点");  }  // 判断树是否为空  public boolean empty() {    // 根结点是否为null    return nodes[0] == null;  }  // 返回根节点  public Node<E> root() {    // 返回根节点    return nodes[0];  }  // 返回指定节点（非根结点）的父节点  public Node<E> parent(Node node) {    // 每个节点的parent记录了其父节点的位置    return nodes[node.parent];  }  // 返回指定节点（非叶子节点）的所有子节点  public List<Node<E>> children(Node parent) {    List<Node<E>> list = new ArrayList<Node<E>>();    for (int i = 0; i < treeSize; i++) {      // 如果当前节点的父节点的位置等于parent节点的位置      if (nodes[i] != null && nodes[i].parent == pos(parent)) {        list.add(nodes[i]);      }    }    return list;  }  // 返回该树的深度  public int deep() {    // 用于记录节点的最大深度    int max = 0;    for (int i = 0; i < treeSize && nodes[i] != null; i++) {      // 初始化本节点的深度      int def = 1;      // m 记录当前节点的父节点的位置      int m = nodes[i].parent;      // 如果其父节点存在      while (m != -1 && nodes[m] != null) {        // 向上继续搜索父节点        m = nodes[m].parent;        def++;      }      if (max < def) {        max = def;      }    }    return max;  }  // 返回包含指定值的节点  public int pos(Node node) {    for (int i = 0; i < treeSize; i++) {      // 找到指定节点      if (nodes[i] == node) {        return i;      }    }    return -1;  }}