Java实现二分搜索树（实现了前序、中序、后序遍历（递归、非递归两种方式）、添加元素、删除元素操作）【大家共同学习，有问题可以沟通交流】

 二分搜索树的概念：首先它是一个二叉树、二叉搜索树的每一个节点的值都大于其左子树的所有节点的值，小于其右子树上所有节点的值

package com.hcc.DStructure;

import java.util.Queue;
import java.util.Stack;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;

/**
 * 二分搜索树的实现
 * 
 * @author hcc
 *
 * @param 
 */
public class BST> {
	private Node root;
	private int size;

	public BST() {
		this(null);
	}

	private BST(Node root) {
		this.root = root;
		this.size = 0;
	}

	/**
	 * 添加元素
	 * @param e
	 */
	public void add(E e) {
		if (root == null) {
			root = new Node(e);
			size++;
		} else {
			add(this.root, e);
		}
	}
	
	/**
	 * 添加元素的具体操作
	 * @param root 树结构的根节点
	 * @param e 将要添加的数据
	 */
	private void add(Node root, E e) {
		// 也可以使用该表达式判断 e是否存在于树结构中
		// if(e.compareTo(root.data) == 0) {
		// return;
		// }
		if (e.equals(root.data)) {
			return;
		} else if (e.compareTo(root.data) < 0 && root.left == null) {
			Node node = new Node(e);
			root.left = node;
			size++;
		} else if (e.compareTo(root.data) > 0 && root.right == null) {
			Node node = new Node(e);
			root.right = node;
			size++;
		}

		if (e.compareTo(root.data) < 0) {
			add(root.left, e);
		}
		if (e.compareTo(root.data) > 0) {
			add(root.right, e);
		}
	}

	/**
	 * 优化后的添加方法（优化了递归结束条件）
	 */
	@SuppressWarnings("unused")
	private Node addForOptimize(Node root, E e) {
		if (root == null) {
			Node node = new Node(e);
			size++;
			return node;
		} else if (e.compareTo(root.data) < 0) {
			root.left = addForOptimize(root.left, e);
		} else if (e.compareTo(root.data) > 0) {
			root.right = addForOptimize(root.right, e);
		}
		return root;
	}

	/**
	 * 删除操作，删除树中最小的元素、删除树中最大的元素、随意删除
	 */
	/**
	 * 删除“树”上最小的元素（在左下角，二分搜索树的性质决定的）
	 * 
	 * @return 返回该节点的值
	 */
	public E removeMin() {
		Node node = removeMin(root);
		return node.data;
	}

	/**
	 * 当找到左下角节点时，需判断该节点是否有“右孩子”（目前暂无该操作）,现在已改好
	 * 
	 * @param node
	 * @return
	 */
	private Node removeMin(Node node) {
		if (node == null) {
			// 或者通过size判断是否为空也可以
			throw new IllegalArgumentException("BST is Empty!");
		}
		Node sNode = null;
		while (node.left != null) {
			sNode = node;
			node = node.left;
		}
		Node nod = node;
		node = null;
		if (nod.right != null) {
			sNode.left = nod.right;
		} else {
			sNode.left = null;
		}
		size--;
		return nod;
	}

	/**
	 * 删除“树”上最大的元素（在右下角，二分搜索树的性质决定的）
	 * 
	 * @return 返回该节点的值
	 */
	public E removeMax() {
		Node node = removeMax(root);
		return node.data;
	}

	/**
	 * 当找到右下角节点时，需判断该节点是否有“左孩子”（目前暂无该操作）
	 * 
	 * @param node
	 * @return
	 */
	private Node removeMax(Node node) {
		if (node == null) {
			throw new IllegalArgumentException("BST is Empty!");
		}
		Node sNode = null;
		while (node.right != null) {
			sNode = node;
			node = node.right;
		}
		Node nod = node;
		node = null;
		if (nod.left != null) {
			sNode.right = nod.left;
		} else {
			sNode.right = null;
		}
		size--;
		return nod;
	}

	/**
	 * 删除任意位置的值
	 * 
	 * @param e
	 */
	public void remove(E e) {
		root = remove(root, e);
	}

	/**
	 * 删除的具体操作
	 * 
	 * @param node
	 *            树结构
	 * @param e
	 *            将要删除的数据
	 * @return 删除指定数据后的树结构
	 */
	private Node remove(Node node, E e) {
		if (e == null || node == null) {
			return null;
		}
		if (e.equals(node.data)) {
			if (node.left != null && node.right != null) {
				Node nod = node;
				node = removeMin(node.right);
				size++;
				node.left = nod.left;
				node.right = nod.right;
				nod.left = nod.right = null;
			} else {
				if (node.left == null && node.right != null) {
					size--;
					return node.right;
				} else if (node.right == null && node.left != null) {
					size--;
					return node.left;
				} else {
					size--;
					return null;
				}
			}
			size--;
			return node;
		} else if (e.compareTo(node.data) < 0) {
			node.left = remove(node.left, e);
		} else if (e.compareTo(node.data) > 0) {
			node.right = remove(node.right, e);
		}
		return node;
	}

	/**
	 * 查，前序遍历（递归、非递归）中序遍历（递归、非递归）后序遍历（递归、非递归）层序遍历
	 */
	/**
	 * 前序遍历
	 */
	public void preOrder() {
		preOrder(root);
	}

	/**
	 * 前序遍历（递归操作）
	 * 
	 * @param root
	 */
	private void preOrder(Node node) {
		if (node == null) {
			return;
		}
		System.out.print(node.data + " ");
		preOrder(node.left);
		preOrder(node.right);

	}

	/**
	 * 前序遍历（非递归操作）
	 * 
	 * @param root
	 */
	@SuppressWarnings("unused")
	private void preOrderOne(Node node) {
		Stack stack = new Stack();
		stack.push(node);
		while (!stack.isEmpty()) {
			Node sNode = stack.pop();
			System.out.print(sNode.data + " ");
			if (sNode.right != null) {
				stack.push(sNode.right);
			}
			if (sNode.left != null) {
				stack.push(sNode.left);
			}
		}
	}

	/**
	 * 中序遍历
	 */
	public void inOrder() {
		inOrderOne(root);
	}

	/**
	 * 中序遍历（递归操作）
	 * 
	 * @param root
	 */
	@SuppressWarnings("unused")
	private void inOrder(Node node) {
		if (node == null) {
			return;
		}
		inOrder(node.left);
		System.out.print(node.data + " ");
		inOrder(node.right);
	}

	/**
	 * 中序遍历（非递归操作）
	 * 
	 * @param root
	 */
	private void inOrderOne(Node node) {
		Stack stack = new Stack();
		Node nod = node;
		while (!stack.isEmpty() || nod != null) {
			while (nod != null) {
				stack.push(nod);
				nod = nod.left;
			}
			Node sNode = stack.pop();
			System.out.print(sNode.data + " ");
			nod = sNode.right;
		}
	}

	/**
	 * 后序遍历
	 */
	public void postOrder() {
		postOrderOne(root);
	}

	/**
	 * 后序遍历（递归操作）
	 * 
	 * @param node
	 */
	@SuppressWarnings("unused")
	private void postOrder(Node node) {
		if (node == null) {
			return;
		}
		postOrder(node.left);
		postOrder(node.right);
		System.out.print(node.data + " ");
	}

	/**
	 * 后序遍历（非递归操作）
	 * 
	 * @param node
	 */
	private void postOrderOne(Node node) {
		Stack stack = new Stack();
		Node nod = node;
		Node pre = null;
		while (!stack.isEmpty() || nod != null) {
			while (nod != null) {
				stack.push(nod);
				nod = nod.left;
			}
			Node sNode = stack.peek();
			if (sNode.right == null || pre == sNode.right) {
				stack.pop();
				pre = sNode;
				System.out.print(sNode.data + " ");
			} else {
				nod = sNode.right;
			}
		}
	}

	/**
	 * 层序遍历
	 */
	public void levelTraversal() {
		levelTraversal(root);
	}

	/**
	 * 层序遍历（非递归操作）
	 * 
	 * @param node
	 */
	private void levelTraversal(Node node) {
		Queue queue = new ArrayBlockingQueue(size);
		if (node != null) {
			queue.offer(node);
		}
		while (!queue.isEmpty()) {
			// System.out.println("取出前："+queue.size());
			node = queue.poll();
			// System.out.println("取出后："+queue.size());
			if (node.left != null) {
				queue.offer(node.left);
			}
			if (node.right != null) {
				queue.offer(node.right);
			}
			System.out.print(node.data + " ");
		}
	}

	/**
	 * 获取二分搜索树中数据的个数
	 * 
	 * @return
	 */
	public int getSize() {
		return this.size;
	}

	/**
	 * 判空操作
	 * 
	 * @return true表示为空，false表示不为空
	 */
	public boolean isEmpty() {
		return this.size == 0;
	}

	/**
	 * 判断数据是否在树中存在
	 * 
	 * @param e
	 * @return true表示存在，false表示不存在
	 */
	public boolean contains(E e) {
		return contains(root, e);
	}

	private boolean contains(Node root, E e) {
		if (root != null) {
			if (e.compareTo(root.data) == 0) {
				return true;
			} else if (e.compareTo(root.data) < 0) {
				return contains(root.left, e);
			} else if (e.compareTo(root.data) > 0) {
				return contains(root.right, e);
			}
		}
		return false;
	}

	class Node {
		E data;
		Node left;
		Node right;

		public Node() {
			this(null, null, null);
		}

		public Node(E e) {
			this(e, null, null);
		}

		private Node(E e, Node left, Node right) {
			this.data = e;
			this.left = left;
			this.right = right;
		}
	}
}