数据结构（一）数组实现一个简单的ArrayList
数据结构（二）链表实现LinkedList
数据结构（三）用两种方式简单实现栈
数据结构（四）栈和队列的简单应用
数据结构（五）用两种方式简单实现队列
数据结构（六）二分搜索树(Binary Search Tree)（上）
数据结构（六）二分搜索树(Binary Search Tree)（下）
数据结构（七）两种方式实现set
数据结构（八）两种方式实现map
数据结构（九）set解决LeetCode349号问题
今天我们来实现一下map，总共有两种方式，第一种是二分搜索树实现map，第二种方式链表实现map。
话不多说直接上源码。
public class BSTMap, V> implements Map {
private class Node{
public K key;
public V value;
public Node left, right;
public Node(K key, V value){
this.key = key;
this.value = value;
left = null;
right = null;
}
}
private Node root;
private int size;
public BSTMap(){
root = null;
size = 0;
}
@Override
public int getSize(){
return size;
}
@Override
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
// 向二分搜索树中添加新的元素(key, value)
@Override
public void add(K key, V value){
root = add(root, key, value);
}
// 向以node为根的二分搜索树中插入元素(key, value)，递归算法
// 返回插入新节点后二分搜索树的根
private Node add(Node node, K key, V value){
if(node == null){
size ++;
return new Node(key, value);
}
if(key.compareTo(node.key) < 0)
node.left = add(node.left, key, value);
else if(key.compareTo(node.key) > 0)
node.right = add(node.right, key, value);
else // key.compareTo(node.key) == 0
node.value = value;
return node;
}
// 返回以node为根节点的二分搜索树中，key所在的节点
private Node getNode(Node node, K key){
if(node == null)
return null;
if(key.equals(node.key))
return node;
else if(key.compareTo(node.key) < 0)
return getNode(node.left, key);
else // if(key.compareTo(node.key) > 0)
return getNode(node.right, key);
}
@Override
public boolean contains(K key){
return getNode(root, key) != null;
}
@Override
public V get(K key){
Node node = getNode(root, key);
return node == null ? null : node.value;
}
@Override
public void set(K key, V newValue){
Node node = getNode(root, key);
if(node == null)
throw new IllegalArgumentException(key + " doesn't exist!");
node.value = newValue;
}
// 返回以node为根的二分搜索树的最小值所在的节点
private Node minimum(Node node){
if(node.left == null)
return node;
return minimum(node.left);
}
// 删除掉以node为根的二分搜索树中的最小节点
// 返回删除节点后新的二分搜索树的根
private Node removeMin(Node node){
if(node.left == null){
Node rightNode = node.right;
node.right = null;
size --;
return rightNode;
}
node.left = removeMin(node.left);
return node;
}
// 从二分搜索树中删除键为key的节点
@Override
public V remove(K key){
Node node = getNode(root, key);
if(node != null){
root = remove(root, key);
return node.value;
}
return null;
}
private Node remove(Node node, K key){
if( node == null )
return null;
if( key.compareTo(node.key) < 0 ){
node.left = remove(node.left , key);
return node;
}
else if(key.compareTo(node.key) > 0 ){
node.right = remove(node.right, key);
return node;
}
else{ // key.compareTo(node.key) == 0
// 待删除节点左子树为空的情况
if(node.left == null){
Node rightNode = node.right;
node.right = null;
size --;
return rightNode;
}
// 待删除节点右子树为空的情况
if(node.right == null){
Node leftNode = node.left;
node.left = null;
size --;
return leftNode;
}
// 待删除节点左右子树均不为空的情况
// 找到比待删除节点大的最小节点, 即待删除节点右子树的最小节点
// 用这个节点顶替待删除节点的位置
Node successor = minimum(node.right);
successor.right = removeMin(node.right);
successor.left = node.left;
node.left = node.right = null;
return successor;
}
}
public static void main(String[] args){
System.out.println("Pride and Prejudice");
ArrayList words = new ArrayList<>();
if(FileOperation.readFile("pride-and-prejudice.txt", words)) {
System.out.println("Total words: " + words.size());
BSTMap map = new BSTMap<>();
for (String word : words) {
if (map.contains(word))
map.set(word, map.get(word) + 1);
else
map.add(word, 1);
}
System.out.println("Total different words: " + map.getSize());
System.out.println("Frequency of PRIDE: " + map.get("pride"));
System.out.println("Frequency of PREJUDICE: " + map.get("prejudice"));
}
System.out.println();
}
}
- add方法
这个node与之前链表的node有点不太一样，这里多了一个value，指针变成了left和right。这个add方法我们用递归的方式实现的，当这个节点是空的时候我们就创建一个节点，如果这个节点不是空的：先比较可以与当前节点的元素，如果比当前节点的元素小则去这个节点的左子树去处理；如果比当前节点的元素大，那么就去这个节点的右子树去遍历，如果相等那么就把值赋给这个节点。 - getNode
获取方法，获取值为key的节点元素的value。这里也是递归的方式实现的，首先如果这个节点是空的，就返回null，然后比较这个节点的值与传入的key，如果相等，就返回当前的节点，如果比这个节点小那么就去这个节点的左子树去遍历，如果比这个节点的值大就去这个节点的右子树去遍历。
public class LinkedListMap implements Map {
private class Node{
public K key;
public V value;
public Node next;
public Node(K key, V value, Node next){
this.key = key;
this.value = value;
this.next = next;
}
public Node(K key, V value){
this(key, value, null);
}
public Node(){
this(null, null, null);
}
@Override
public String toString(){
return key.toString() + " : " + value.toString();
}
}
private Node dummyHead;
private int size;
public LinkedListMap(){
dummyHead = new Node();
size = 0;
}
@Override
public int getSize(){
return size;
}
@Override
public boolean isEmpty(){
return size == 0;
}
private Node getNode(K key){
Node cur = dummyHead.next;
while(cur != null){
if(cur.key.equals(key))
return cur;
cur = cur.next;
}
return null;
}
@Override
public boolean contains(K key){
return getNode(key) != null;
}
@Override
public V get(K key){
Node node = getNode(key);
return node == null ? null : node.value;
}
@Override
public void add(K key, V value){
Node node = getNode(key);
if(node == null){
dummyHead.next = new Node(key, value, dummyHead.next);
size ++;
}
else
node.value = value;
}
@Override
public void set(K key, V newValue){
Node node = getNode(key);
if(node == null)
throw new IllegalArgumentException(key + " doesn't exist!");
node.value = newValue;
}
@Override
public V remove(K key){
Node prev = dummyHead;
while(prev.next != null){
if(prev.next.key.equals(key))
break;
prev = prev.next;
}
if(prev.next != null){
Node delNode = prev.next;
prev.next = delNode.next;
delNode.next = null;
size --;
return delNode.value;
}
return null;
}
public static void main(String[] args){
System.out.println("Pride and Prejudice");
ArrayList words = new ArrayList<>();
if(FileOperation.readFile("pride-and-prejudice.txt", words)) {
System.out.println("Total words: " + words.size());
LinkedListMap map = new LinkedListMap<>();
for (String word : words) {
if (map.contains(word))
map.set(word, map.get(word) + 1);
else
map.add(word, 1);
}
System.out.println("Total different words: " + map.getSize());
System.out.println("Frequency of PRIDE: " + map.get("pride"));
System.out.println("Frequency of PREJUDICE: " + map.get("prejudice"));
}
System.out.println();
}
}
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