AVL树的java实现方法

public class algorithm {
    public static void main(String[] args) {
        avlTree t=new avlTree(new int[]{1,2,3,4,5});
        t.toBeBalance();
        t.midOrder(t.root);
//        avlTree t=new avlTree(new int[]{5,4,2,3,1,7,9,7,6});
//        avlTree t=new avlTree(new int[]{5,4,7,9,7,6});
//        t.preOrder(t.root);
//        System.out.println();
//        t.rightRotate(t.root,t.rootPapa);
//        t.preOrder(t.root);
//        System.out.println();
//        t.leftRotate(t.root,t.rootPapa);
//        t.preOrder(t.root);
//        System.out.println();
//        t.leftRotate(t.root,t.rootPapa);
//        t.preOrder(t.root);
//        System.out.println();
//        t.preOrder(t.root);
//        t.delNode(t.rootPapa,t.root,5);
//        t.delNode(t.rootPapa,t.root,6);
//        t.addNode(6);
//        avlNode node=new avlNode(5,null,null);
//        t.addNode(t.root,node);
//        t.midOrder(t.root);
//        System.out.println();
//        if(t.balance())
//            System.out.println("平衡树");
    }
}
class avlTree{
    avlNode root=null;
    avlNode rootPapa=new avlNode(0,null,null);
    public avlTree(int []arr)
    {
        if(arr==null) {
            System.out.println("传入数组为空，无法构建AVL树");
            return;
        }
        root=new avlNode(arr[0],null,null);
        rootPapa.setLeft(root);
        rootPapa.setRight(root);
        for(int i=1;ivalue)
            {
                if(r.getLeft()==null)
                {
                    avlNode left=new avlNode(value,null,null);
                    r.setLeft(left);
                    return;
                }
                else
                {
                    r=r.getLeft();
                }
            }
            else
            {
                if(r.getRight()==null)
                {
                    avlNode right=new avlNode(value,null,null);
                    r.setRight(right);
                    return;
                }
                else
                {
                    r=r.getRight();
                }
            }
        }
    }
    public void addNode(avlNode root,avlNode node)
    {
        avlNode r=root;
        while(r!=null)
        {
            if(r.getValue()>node.getValue())
            {
                if(r.getLeft()==null)
                {
                    r.setLeft(node);
                    return;
                }
                else
                {
                    r=r.getLeft();
                }
            }
            else
            {
                if(r.getRight()==null)
                {
                    r.setRight(node);
                    return;
                }
                else
                {
                    r=r.getRight();
                }
            }
        }
    }
    public void midOrder(avlNode root)
    {
        if(root!=null)
        {
            midOrder(root.getLeft());
            System.out.print(root.getValue()+" ,"+"("+getDepth(root)+") ,");
            midOrder(root.getRight());
        }
    }
    public void preOrder(avlNode root)
    {
        if(root!=null)
        {
            System.out.print(root.getValue()+" ,");
            preOrder(root.getLeft());
            preOrder(root.getRight());
        }
    }
    public void posOrder(avlNode root)
    {
        if(root!=null)
        {
            posOrder(root.getLeft());
            posOrder(root.getRight());
            System.out.print(root.getValue()+" ,");
        }
    }
    public int getDepth(avlNode root)
    {
        if(root==null)
            return 0;
        int dl=getDepth(root.getLeft());
        int dr=getDepth(root.getRight());
        return dl>dr?dl+1:dr+1;
    }
    public void delNode(avlNode papa,avlNode root,int value)
    {
        if(root!=null) {
            if (root.getValue() == value) {
                if(papa.getLeft().getValue()==root.getValue())
                {
                    if(root.getLeft()==null&&root.getRight()==null)
                        papa.setLeft(null);
                    else if(root.getLeft()!=null&&root.getRight()!=null)
                    {
                        avlNode RIGHT=root.getRight();
                        papa.setLeft(root.getLeft());
                        addNode(root.getLeft(),RIGHT);
                    }
                    else if(root.getLeft()!=null){
                        papa.setLeft(root.getLeft());
                    }
                    else {
                        papa.setLeft(root.getRight());
                    }
                }
                else {
                    if(root.getLeft()==null&&root.getRight()==null)
                        papa.setRight(null);
                    else if(root.getLeft()!=null&&root.getRight()!=null)
                    {
                        avlNode RIGHT=root.getRight();
                        papa.setRight(root.getLeft());
                        addNode(root.getRight(),RIGHT);
                    }
                    else if(root.getLeft()!=null){
                        papa.setRight(root.getLeft());
                    }
                    else {
                        papa.setRight(root.getRight());
                    }
                }
            } else {
                delNode(root, root.getLeft(), value);
                delNode(root, root.getRight(), value);
            }
        }
        this.root=this.rootPapa.getLeft();
    }
    public boolean balance()
    {
        return !(getDepth(this.root.getLeft())-getDepth(this.root.getRight())>1||getDepth(this.root.getLeft())-getDepth(this.root.getRight())<-1);
    }
    public void rightRotate(avlNode root,avlNode rootPapa)
    {
        if(root==null||rootPapa==null)
            return;
        if(root.getLeft()==null)
            return;
        if(rootPapa.getRight().getValue()==root.getValue())
        {
            rootPapa.setRight(root.getLeft());
            root.setLeft(root.getLeft().getRight());
            rootPapa.getRight().setRight(root);
        }
        else
        {
            rootPapa.setLeft(root.getLeft());
            root.setLeft(root.getLeft().getRight());
            rootPapa.getLeft().setRight(root);
        }
        if(this.rootPapa.getLeft()!=this.rootPapa.getRight())
        {
            if(this.rootPapa.getLeft()!=null&&(this.rootPapa.getLeft().getLeft()==this.rootPapa.getRight()||this.rootPapa.getLeft().getRight()==this.rootPapa.getRight()))
            {
                this.rootPapa.setRight(this.rootPapa.getLeft());
            }
            else
            {
                this.rootPapa.setLeft(this.rootPapa.getRight());
            }
            this.root=this.rootPapa.getLeft();
        }
    }
    public void leftRotate(avlNode root,avlNode rootPapa)
    {
        if(root==null||rootPapa==null)
            return;
        if(root.getRight()==null)
            return;
        if(rootPapa.getRight().getValue()==root.getValue())
        {
            rootPapa.setRight(root.getRight());
            root.setRight(root.getRight().getLeft());
            rootPapa.getRight().setLeft(root);
        }
        else
        {
            rootPapa.setLeft(root.getRight());
            root.setRight(root.getRight().getLeft());
            rootPapa.getLeft().setLeft(root);
        }
        if(this.rootPapa.getLeft()!=this.rootPapa.getRight())
        {
            if(this.rootPapa.getLeft()!=null&&(this.rootPapa.getLeft().getLeft()==this.rootPapa.getRight()||this.rootPapa.getLeft().getRight()==this.rootPapa.getRight()))
            {
                this.rootPapa.setRight(this.rootPapa.getLeft());
            }
            else
            {
                this.rootPapa.setLeft(this.rootPapa.getRight());
            }
            this.root=this.rootPapa.getLeft();
        }
    }
    public void beBalance(avlNode root,avlNode rootPapa)
    {
        if(root==null||rootPapa==null)
        {
            System.out.println("空树无法建立平衡树");
            return;
        }
        if(getDepth(root.getLeft())-getDepth(root.getRight())>1)
        {
            while(getDepth(root.getLeft().getRight())>getDepth(root.getLeft().getLeft()))
            {
                leftRotate(root.getLeft(),root);
            }
            rightRotate(root,rootPapa);
        }
        else if(getDepth(root.getLeft())-getDepth(root.getRight())<-1)
        {
            while(getDepth(root.getRight().getLeft())>getDepth(root.getRight().getRight()))
            {
                rightRotate(root.getRight(),root);
            }
            leftRotate(root,rootPapa);
        }
    }
    public void toBeBalance()
    {
        while(!balance())
        {
            beBalance(root,rootPapa);
        }
    }
}
class avlNode{
    private int value;
    private avlNode left;
    private avlNode right;
    public avlNode(int value,avlNode left,avlNode right)
    {
        this.value=value;
        this.left=left;
        this.right=right;
    }
    public void setLeft(avlNode left)
    {
        this.left=left;
    }
    public void setRight(avlNode right)
    {
        this.right=right;
    }
    public void setValue(int value)
    {
        this.value=value;
    }
    public int getValue()
    {
        return this.value;
    }
    public avlNode getLeft()
    {
        return this.left;
    }
    public avlNode getRight()
    {
        return this.right;
    }
}

代码段中的avlNode类和bstNode一样，就是节点中的数据集合和基于这些数据的操作，avlTree是基于avlNode的avl树的数据结构

root表示当前树的根节点，rootPapa表示指向root的节点，因为像删除操作，平衡二叉树操作如果影响到root很容易导致root被java回收机制回收掉，所以需要保证有个节点指向，也方便这些操作的进行