利用Java實現表達式二叉樹


(*^-^*)

什么是二叉樹,這里不再介紹,可以自行百度:二叉樹。在這里利用java實現“表達式二叉樹”

 

表達式二叉樹的定義

第一步先要搞懂表達式二叉樹是個什么東東?舉個栗子,表達式:(a+b×(c-d))-e/f。將數字放在葉子節點,將操作符放在分支節點,就構成了一個二叉樹,由於存儲的是一個表達式,稱之為“表達式二叉樹”。

              

童靴們可能好奇這個到底是怎么構建的?就拿45+23*56/2-5來說吧。首先取出第一個數字45放在葉子節點,遇到“+”后將其放到分支節點,

然后將“23”、“*”、“56”、“/”、“2”依次放入,

最后放入“-”、“5”,

大致就是這樣。(這些圖我自己畫的,比較丑,大家看看就好(⊙﹏⊙))

 

表達式二叉樹的構建步驟

1.創建節點對象;

2.辨析出操作符與數據,存放在相應的列表(隊列)中;

3.取出前兩個數字和一個操作符,組成一個新的數字節點;

4.重復第3步,直到操作符取完為止;

5.讓根節點等於最后一個節點。

 

表達式二叉樹的實現

 

首先構建節點對象類,包括數據,左子樹,右子樹和幾個set、get方法。

 

 1 package tets0714;
 2 /**
 3  * 結點對象類
 4  * @author yuxiu
 5  *
 6  */
 7 public class Node {
 8     // 數據
 9     private  String data;
10     // 左子樹
11     private Node lchild;
12     // 右子樹
13     private Node rchild;
14 
15     Node() {
16     }
17 
18     Node(String data) {
19         this.data = data;
20     }
21 
22     Node(String data, Node lchild, Node rchild) {
23         super();
24         this.data = data;
25         this.lchild = lchild;
26         this.rchild = rchild;
27 
28     }
29     public String getData() {
30         return data;
31     }
32     public Node getLchild() {
33         return lchild;
34     }
35     public Node getRchild() {
36         return rchild;
37     }
38 
39 }

 

接着就是構建表達式二叉樹了。

 

 1 package tets0714;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 
 5 /**
 6  * 表達式二叉樹類
 7  * @author yuxiu
 8  *
 9  */
10 public class Formaluetree {
11     private String s="";
12     private Node root;     //根節點
13     /**
14      * 創建表達式二叉樹
15      * @param str   表達式
16      */
17     public void creatTree(String str){
18         //聲明一個數組列表,存放的操作符,加減乘除
19         ArrayList<String> operList = new ArrayList<String>();
20         //聲明一個數組列表,存放節點的數據
21         ArrayList<Node> numList = new ArrayList<Node>();
22         //第一,辨析出操作符與數據,存放在相應的列表中
23         for(int i=0;i<str.length();i++){
24             char ch = str.charAt(i);          //取出字符串的各個字符
25             if(ch>='0'&&ch<='9'){
26                 s+=ch;
27             }else{
28                 numList.add(new Node(s));
29                 s="";
30                 operList.add(ch+"");
31                 
32             }
33             
34         }
35         //把最后的數字加入到數字節點中
36         numList.add(new Node(s));
37         
38         while(operList.size()>0){    //第三步,重復第二步,直到操作符取完為止
39             //第二,取出前兩個數字和一個操作符,組成一個新的數字節點
40             Node left = numList.remove(0);
41             Node right = numList.remove(0);
42             String oper = operList.remove(0);
43             
44             Node node = new Node(oper,left,right);
45             numList.add(0,node);       //將新生的節點作為第一個節點,同時以前index=0的節點變為index=1
46             
47         }
48         //第四步,讓根節點等於最后一個節點
49         root = numList.get(0);
50                         
51     }
52     /**
53      * 輸出結點數據
54      */
55     public void output(){
56             output(root);      //從根節點開始遍歷
57     }
58     /**
59      * 輸出結點數據
60      * @param node
61      */
62     public void output(Node node){
63         if(node.getLchild()!=null){       //如果是葉子節點就會終止
64             output(node.getLchild());
65         }
66         System.out.print(node.getData());     //遍歷包括先序遍歷(根左右)、中序遍歷(左根右)、后序遍歷(左右根)
67         if(node.getRchild()!=null){
68             output(node.getRchild());
69         }
70         
71     }
72     
73 
74     public static void main(String[] args) {
75         Formaluetree tree = new Formaluetree();
76         tree.creatTree("45+23*56/2-5");//創建表達式的二叉樹
77         tree.output();//輸出驗證
78 
79     }
80 
81 }

最后在控制台可以輸出“45+23*56/2-5”,OK了。這里使用的中序遍歷,小伙伴們可以試試采用先序遍歷、后序遍歷是什么效果。至於遍歷,我們后面再講。


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