什么是Java线索化二叉树

本篇内容主要讲解“什么是Java线索化二叉树”，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习“什么是Java线索化二叉树”吧!

先看一个问题

将数列{1,3,6,8,10,14}构建成一颗二叉树.n+1=7,如下图所示

问题分析：

1. 当我们对上面的二叉树进行中序遍历时，数列为{8,3,10,1,14,6}

2. 但是6，8，10，14这几个节点的左右指针，并没有完全的利用上。

3. 如果我们希望充分的利用各个节点的左右指针，让各个节点指向自己的前后节点怎么办?

4. 解决方案-线索二叉树

线索二叉树基本介绍

1. n 个节点的二叉链表中含有n+1【公式  2n-(n-1)=n+1】个空指针域。利用二叉链表中的空指针域，存放该节点在某种遍历次序下的前驱和后继点的指针(这种附加的指针称为线索)。

2. 这种加了线索的二叉链表称为线索链表，相应的二叉树称为线索二叉树(Threaded  BinaryTree)。根据线索的性质不同，线索二叉树可分为前序线索二叉树、中序线索二叉树、后序线索二叉树三种。

3. 一个节点的前一个节点，称为前驱节点。

4. 一个节点的后一个节点，称为后继节点。

中序线索二叉树图解

中序遍历的结果{8,3,10,1,14,6}

说明：当线索化二叉树后，Node节点的属性left和right,有如下情况：

1. left指向的值左子树，也可能是指向的前驱节点，比如①节点left指向的左子树，而⑩节点的left指向的就是前驱节点。

2. right指向的右子树，也可能是指向后继节点，比如①节点right指向的是右子树，而⑩节点的right指向的是后继节点。

代码案例

package com.xie.tree.threadedbinarytree;  public class ThreadedBinaryTreeDemo {     public static void main(String[] args) {         //测试中序线索二叉树         HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");         HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");         HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");         HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");         HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");         HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");          root.setLeft(node2);         root.setRight(node3);          node2.setLeft(node4);         node2.setRight(node5);          node3.setLeft(node6);          ThreadedBinaryTree threadedBinaryTree = new ThreadedBinaryTree();         threadedBinaryTree.setRoot(root);         threadedBinaryTree.threadedNodes();          //测试：以10号节点测试         HeroNode left = node5.getLeft();         System.out.println("10号节点的前驱节点是：" + left);         HeroNode right = node5.getRight();         System.out.println("10号节点的后继节点是：" + right);          System.out.println("使用线索化的方式遍历 线索二叉树");         threadedBinaryTree.threadedBinaryTreeList();          /**          * 10号节点的前驱节点是：HeroNode{no=3, name=jack}          * 10号节点的后继节点是：HeroNode{no=1, name=tom}          * 使用线索化的方式遍历 线索二叉树          * HeroNode{no=8, name=mary}          * HeroNode{no=3, name=jack}          * HeroNode{no=10, name=king}          * HeroNode{no=1, name=tom}          * HeroNode{no=14, name=dim}          * HeroNode{no=6, name=smith}          */      } }  //实现了线索化功能的二叉树 class ThreadedBinaryTree {     private HeroNode root;     //为了实现线索化，需要创建一个指向当前节点的前驱节点的指针     //在递归进行线索化时，pre总是保留前一个节点     private HeroNode pre;      public void setRoot(HeroNode root) {         this.root = root;     }      /**      * 遍历线索化二叉树的方法。      */     public void threadedBinaryTreeList() {         //定义一个变量，存储当前遍历的节点，从root开始         HeroNode node = root;         while (node != null) {             //循环找到leftType==1的节点,第一个找到就是8节点             //后面随着遍历而变化，因为当leftType==1时，说明该节点是按照线索化处理后的有效节点             while (node.getLeftType() == 0) {                 node = node.getLeft();             }             //打印当前节点             System.out.println(node);             //如果当前节点的右指针指向的是后继节点，就一直输出             while (node.getRightType() == 1) {                 //获取到当前节点的后继节点                 node = node.getRight();                 System.out.println(node);             }             //替换这个遍历的节点             node = node.getRight();         }     }      /**      * 重载threadedNodes方法      */     public void threadedNodes() {         threadedNodes(root);     }      /**      * 编写对二叉树进行线索化的方法      *      * @param node 当前需要线索化的节点      */     public void threadedNodes(HeroNode node) {         if (node == null) {             return;         }          //先线索化左子树         threadedNodes(node.getLeft());         //线索化当前节点【有难度】          //处理当前节点的前驱节点         //以8节点来理解，8节点.left=null         if (node.getLeft() == null) {             //让当前节点的左指针指向前驱节点             node.setLeft(pre);             //修改当前节点的左指针类型             node.setLeftType(1);         }          //处理后继节点         if (pre != null && pre.getRight() == null) {             //让前驱节点的右指针指向当前节点             pre.setRight(node);             //修改前驱节点的右指针类型             pre.setRightType(1);         }         //每处理一个节点后，让当前节点是下一个节点的前驱节点         pre = node;          //再线索化右子树         threadedNodes(node.getRight());     }  }  //创建HeroNode节点 class HeroNode {     static int preCount = 0;     static int infoxCount = 0;     static int postCount = 0;      private int no;     private String name;     private HeroNode left;     private HeroNode right;      //0 表示指向的是左子树，1 表示指向的是前驱节点     private int leftType;     //0 表示指向右子树，1 表示指向的是后继节点     private int rightType;      public HeroNode(int no, String name) {         this.no = no;         this.name = name;     }      public int getNo() {         return no;     }      public void setNo(int no) {         this.no = no;     }      public String getName() {         return name;     }      public void setName(String name) {         this.name = name;     }      public HeroNode getLeft() {         return left;     }      public void setLeft(HeroNode left) {         this.left = left;     }      public HeroNode getRight() {         return right;     }      public void setRight(HeroNode right) {         this.right = right;     }      public int getLeftType() {         return leftType;     }      public void setLeftType(int leftType) {         this.leftType = leftType;     }      public int getRightType() {         return rightType;     }      public void setRightType(int rightType) {         this.rightType = rightType;     }      @Override     public String toString() {         return "HeroNode{" +                 "no=" + no +                 ", name=" + name +                 '}';     }      //前序遍历     public void preOrder() {         System.out.println(this);         //递归向左子树前序遍历         if (this.left != null) {             this.left.preOrder();         }          //递归向右子树前序遍历         if (this.right != null) {             this.right.preOrder();         }     }      //中序遍历     public void infixOrder() {         //递归向左子树中序遍历         if (this.left != null) {             this.left.infixOrder();         }         System.out.println(this);         //递归向右子树中序遍历         if (this.right != null) {             this.right.infixOrder();         }     }      //后序遍历     public void postOrder() {         //递归向左子树后序遍历         if (this.left != null) {             this.left.postOrder();         }         //递归向右子树后序遍历         if (this.right != null) {             this.right.postOrder();         }         System.out.println(this);     }      //递归删除节点     //1.如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点。     //2.如果删除的节点是非叶子节点，则删除该树。     public void delNo(int no) {         /**          * 1.因为我们的二叉树是单向的，所以我们是判断当前节点的子节点是否是需要删除的节点，而不能去判断当前节点是否是需要删除的节点。          * 2.如果当前节点的左子节点不为空，并且左子节点就是需要删除的节点，就将this.left = null；并且返回（结束递归）。          * 3.如果当前节点的右子节点不为空，并且右子节点就是需要删除的节点，将将this.right = null;并且返回（结束递归）。          * 4.如果第2步和第3步没有删除节点，那么就要向左子树进行递归删除。          * 5.如果第4步也没有删除节点，则应当向右子树进行递归删除。          */         if (this.left != null && this.left.no == no) {             this.left = null;             return;         }          if (this.right != null && this.right.no == no) {             this.right = null;             return;         }          if (this.left != null) {             this.left.delNo(no);         }          if (this.right != null) {             this.right.delNo(no);         }      }      //前序遍历查找     public HeroNode preOrderSearch(int no) {          HeroNode res = null;          preCount++;//这里必须放在this.no == no 判断之前，才进行实际的比较         //若果找到，就返回         if (this.no == no) {             return this;         }         //没有找到，向左子树递归进行前序查找         if (this.left != null) {             res = this.left.preOrderSearch(no);         }         //如果res ！= null 就直接返回         if (res != null) {             return res;         }         //如果左子树没有找打，向右子树进行前序查找         if (this.right != null) {             res = this.right.preOrderSearch(no);         }         //如果找到就返回         if (res != null) {             return res;         }         return res;     }      //中序遍历查找     public HeroNode infixOrderSearch(int no) {          HeroNode res = null;         if (this.left != null) {             res = this.left.infixOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }         infoxCount++;//这里必须放在this.no == no 判断之前，才进行实际的比较         if (this.no == no) {             return this;         }         if (this.right != null) {             res = this.right.infixOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }         return res;     }      //后序遍历查找     public HeroNode postOrderSearch(int no) {          HeroNode res = null;         if (this.left != null) {             res = this.left.postOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }          if (this.right != null) {             res = this.right.postOrderSearch(no);         }         if (res != null) {             return res;         }         postCount++;//这里必须放在this.no == no 判断之前，才进行实际的比较         if (this.no == no) {             return this;         }         return res;     } }

到此，相信大家对“什么是Java线索化二叉树”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是亿速云网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！