js实现二叉树

二叉树

• 二叉树排序是一种数据结构、根据左孩子小于根节点、右孩子大于根节点的顺序进行构造
• 任意给一个数组，对其进行二叉树排序。

function BinaryTree() {
    
    // 二叉树的节点  
    let Node = function (key) {
        this.key = key; //当前节点的值
        this.left = null; // 左孩子
        this.right = null; // 右孩子
    }

    // 插入子节点
    let insertNode = function (node,newNode) {
        // 插入的值小于父节点，将其插入在父节点的左侧
        if(newNode.key < node.key){
            // 是否拥有左孩子，有则递归进行判断、无则直接插入
            if(node.left === null){
                node.left = newNode;
            }else{
                insertNode(node.left,newNode);
            }
        }else{
            if(node.right === null){
                node.right = newNode;
            }else{
                insertNode(node.right,newNode);
            }
        }
    }

    // 初始化根节点、就是一个数组的第一个元素当做二叉树的根节点
    let root = null; 

    this.insert = function (key) {
        let newNode = new Node(key);
        if(root === null){
            root = newNode;
        }else{
            insertNode(root,newNode)
        }
    };

    // 查看二叉树结构
    this.show = function () {
        console.log(root);
    }

    // 中序遍历
    let inOrderTraverseNode = function (node,callback) {
        if(node !== null){
            inOrderTraverseNode(node.left,callback);
            callback(node.key);
            inOrderTraverseNode(node.right,callback)
        }
    }

    this.inOrderTraverse = function (callback) {
        inOrderTraverseNode(root,callback)
    }

    // 前序遍历
    let preOrderTraverseNode = function (node,callback) {
        if(node !== null){
            callback(node.key);
            preOrderTraverseNode(node.left,callback);
            preOrderTraverseNode(node.right,callback);
        }
    }

    this.preOrderTraverse = function (callback) {
        preOrderTraverseNode(root,callback)
    }

    // 后序遍历
    let nextOrderTraverseNode = function (node,callback) {
        if(node !== null){
            nextOrderTraverseNode(node.left,callback);
            nextOrderTraverseNode(node.right,callback);
            callback(node.key);
        }
    }

    this.nextOrderTraverse = function (callback) {
        nextOrderTraverseNode(root,callback);
    }

}

• 调用

let nodes  =  [18,13,102,11,6,14,4,7,131];
const bt = new BinaryTree();

nodes.forEach( key => {
    bt.insert(key)
})

bt.show()

// 中序遍历
// bt.inOrderTraverse((key) => {
//  console.log(key);
// })

// 前序遍历
// bt.preOrderTraverse((key) => {
//  console.log(key);
// })

// 后序遍历
bt.nextOrderTraverse((key) => {
    console.log(key);
})

• 二叉树遍历

1. 中序遍历
   1. 首先遍历左子树、然后遍历根节点、最后遍历右子树 -- 左-根-右
   2. 作用: 将一个二叉树进行升序排序输出
2. 前序遍历
   1. 首先遍历根节点、然后遍历左子树、最后遍历右子树 -- 根-左-右
   2. 作用: 复制一个二叉树、复制一个二叉树比重新生成一个二叉树的效率高10倍左右
3. 后序遍历
   1. 首先遍历左子树、然后遍历右子树、最后遍历根节点 -- 左-右-根
   2. 适用于操作系统的文件遍历

• 二叉树查找

1. 查找最小值
2. 查找最大值
3. 查找某一个值

// 查找最小值
let minNode = function (node) {
    if(node){
        while(node && node.left !== null){
            node = node.left;
        }

        return node.key;
    }

    return null;
}

this.min = function () {
    return minNode(root);
}

// 查找最大值
let maxNode = function (node) {
    if(node){

        while(node && node.right !== null){
            node = node.right;
        }

        return node.key;
    }

    return null;
}

this.max = function () {
    return maxNode(root);
}

// 查找某个具体的值
let findNode = function (node,key) {
    if(node === null){
        return false;
    }

    // 若是查找的值小于当前节点的值，那么就去其左子树进行查找
    // 若是大于,就去右子树进行查找
    // 若是相等 则返回true 代表存在
    if(key < node.key){
        return findNode(node.left,key)
    }else if(key > node.key){
        return findNode(node.right, key)
    }else{
        return true;
    }
}

this.find = function (key) {
    return findNode(root,key);
}

• 调用

// 最小值
// console.log(bt.min());

// 最大值
// console.log(bt.max());

// 查找某一个值是否存在二叉树中
console.log(bt.find(12)); // false
console.log(bt.find(14)); // true

• 删除子节点

// 删除子节点
let removeNode = function (node,key) {
    if(node === null) {
        return null;
    }

    if(key < node.key){
        node.left = removeNode(node.left, key)
        return node;
    }else if(key > node.key){
        node.right = removeNode(node.right, key)
        return node
    }else{
        // 是叶子节点
        if(node.left === null && node.right === null){
            node = null;
            return node;
        }

        if(node.left === null){
            //  只有右子树
            node = node.right;
            return node;
        }else if(node.right === null){
            // 只有左子树
            node = node.left;
            return node;
        }

        // 含有左右子节点
        let aux = findMinNode(node.right);
        node.key = aux.key;
        node.right = removeNode(node.right,aux.key);
        return node;
    }
}

this.remove = function (key) {
    root = removeNode(root,key);
}

• 调用

// 删除叶子节点
bt.inOrderTraverse((key) => {
    console.log(key);
})
console.log('-----');
bt.remove(4)
bt.inOrderTraverse((key) => {
    console.log(key);
})

• 全部代码

function BinaryTree() {
    
    // 二叉树的节点  
    let Node = function (key) {
        this.key = key; //当前节点的值
        this.left = null; // 左孩子
        this.right = null; // 右孩子
    }

    // 插入子节点
    let insertNode = function (node,newNode) {
        // 插入的值小于父节点，将其插入在父节点的左侧
        if(newNode.key < node.key){
            // 是否拥有左孩子，有则递归进行判断、无则直接插入
            if(node.left === null){
                node.left = newNode;
            }else{
                insertNode(node.left,newNode);
            }
        }else{
            if(node.right === null){
                node.right = newNode;
            }else{
                insertNode(node.right,newNode);
            }
        }
    }

    // 初始化根节点、就是一个数组的第一个元素当做二叉树的根节点
    let root = null; 

    this.insert = function (key) {
        let newNode = new Node(key);
        if(root === null){
            root = newNode;
        }else{
            insertNode(root,newNode)
        }
    };

    // 查看二叉树结构
    this.show = function () {
        console.log(root);
    }

    // 中序遍历
    let inOrderTraverseNode = function (node,callback) {
        if(node !== null){
            inOrderTraverseNode(node.left,callback);
            callback(node.key);
            inOrderTraverseNode(node.right,callback)
        }
    }

    this.inOrderTraverse = function (callback) {
        inOrderTraverseNode(root,callback)
    }

    // 前序遍历
    let preOrderTraverseNode = function (node,callback) {
        if(node !== null){
            callback(node.key);
            preOrderTraverseNode(node.left,callback);
            preOrderTraverseNode(node.right,callback);
        }
    }

    this.preOrderTraverse = function (callback) {
        preOrderTraverseNode(root,callback)
    }

    // 后序遍历
    let nextOrderTraverseNode = function (node,callback) {
        if(node !== null){
            nextOrderTraverseNode(node.left,callback);
            nextOrderTraverseNode(node.right,callback);
            callback(node.key);
        }
    }

    this.nextOrderTraverse = function (callback) {
        nextOrderTraverseNode(root,callback);
    }

    // 查找最小值
    let minNode = function (node) {
        if(node){
            while(node && node.left !== null){
                node = node.left;
            }

            return node.key;
        }

        return null;
    }

    this.min = function () {
        return minNode(root);
    }

    // 查找最大值
    let maxNode = function (node) {
        if(node){

            while(node && node.right !== null){
                node = node.right;
            }

            return node.key;
        }

        return null;
    }

    this.max = function () {
        return maxNode(root);
    }

    // 查找某个具体的值
    let findNode = function (node,key) {
        if(node === null){
            return false;
        }

        // 若是查找的值小于当前节点的值，那么就去其左子树进行查找
        // 若是大于,就去右子树进行查找
        // 若是相等 则返回true 代表存在
        if(key < node.key){
            return findNode(node.left,key)
        }else if(key > node.key){
            return findNode(node.right, key)
        }else{
            return true;
        }
    }

    this.find = function (key) {
        return findNode(root,key);
    }

    // 查找最小子节点
    let findMinNode = function (node) {
        if(node){
            while(node && node.left !== null){
                return node
            }
        }

        return null;
    }

    // 删除叶子节点
    let removeNode = function (node,key) {
        if(node === null) {
            return null;
        }

        if(key < node.key){
            node.left = removeNode(node.left, key)
            return node;
        }else if(key > node.key){
            node.right = removeNode(node.right, key)
            return node
        }else{
            // 是叶子节点
            if(node.left === null && node.right === null){
                node = null;
                return node;
            }

            if(node.left === null){
                //  只有右子树
                node = node.right;
                return node;
            }else if(node.right === null){
                // 只有左子树
                node = node.left;
                return node;
            }

            // 含有左右子节点
            let aux = findMinNode(node.right);
            node.key = aux.key;
            node.right = removeNode(node.right,aux.key);
            return node;
        }
    }

    this.remove = function (key) {
        root = removeNode(root,key);
    }

}

let nodes  =  [18,13,102,11,6,14,4,7,131];
const bt = new BinaryTree();

nodes.forEach( key => {
    bt.insert(key)
})

// bt.show()

// 中序遍历
// bt.inOrderTraverse((key) => {
//  console.log(key);
// })

// 前序遍历
// bt.preOrderTraverse((key) => {
//  console.log(key);
// })

// 后序遍历
// bt.nextOrderTraverse((key) => {
//  console.log(key);
// })

// 最小值
// console.log(bt.min());

// 最大值
// console.log(bt.max());

// 查找某一个值是否存在二叉树中
// console.log(bt.find(12)); // false
// console.log(bt.find(14)); // true

// 删除叶子节点
bt.inOrderTraverse((key) => {
    console.log(key);
})
console.log('-----');
bt.remove(4)
bt.inOrderTraverse((key) => {
    console.log(key);
})