是否有标准的Java库类来表示Java中的树?
具体来说,我需要代表以下内容:
- 任何节点上的子树可以具有任意数量的子代
- 每个节点(在根之后)及其子节点将具有字符串值
- 我需要获取给定节点的所有子节点(某种形式的列表或字符串数组)及其字符串值(即,将节点作为输入并返回所有子节点的字符串值作为输出的方法)
是否有任何可用的结构或者我需要创建自己的结构(如果这样的话,实施建议会很棒)。
是否有标准的Java库类来表示Java中的树?
具体来说,我需要代表以下内容:
是否有任何可用的结构或者我需要创建自己的结构(如果这样的话,实施建议会很棒)。
Answers:
这里:
public class Tree<T> {
private Node<T> root;
public Tree(T rootData) {
root = new Node<T>();
root.data = rootData;
root.children = new ArrayList<Node<T>>();
}
public static class Node<T> {
private T data;
private Node<T> parent;
private List<Node<T>> children;
}
}
那是可用于String
或任何其他对象的基本树结构。实现简单的树来完成您需要的工作相当容易。
您需要添加的只是添加,删除,遍历和构造方法。该Node
是对基本构建块Tree
。
Tree
该类不是必需的,因为每个类Node
本身都可以看作是一棵树。
另一个树结构:
public class TreeNode<T> implements Iterable<TreeNode<T>> {
T data;
TreeNode<T> parent;
List<TreeNode<T>> children;
public TreeNode(T data) {
this.data = data;
this.children = new LinkedList<TreeNode<T>>();
}
public TreeNode<T> addChild(T child) {
TreeNode<T> childNode = new TreeNode<T>(child);
childNode.parent = this;
this.children.add(childNode);
return childNode;
}
// other features ...
}
用法示例:
TreeNode<String> root = new TreeNode<String>("root");
{
TreeNode<String> node0 = root.addChild("node0");
TreeNode<String> node1 = root.addChild("node1");
TreeNode<String> node2 = root.addChild("node2");
{
TreeNode<String> node20 = node2.addChild(null);
TreeNode<String> node21 = node2.addChild("node21");
{
TreeNode<String> node210 = node20.addChild("node210");
}
}
}
奖金
请参阅具有以下特征的成熟树:
hasNext()
在每次调用之前先调用next()
以获得有效结果。这不是Iterator
规范的一部分。
实际上,在JDK中实现了一个相当不错的树结构。
看看javax.swing.tree,TreeModel和TreeNode。它们被设计为可与一起使用,JTreePanel
但实际上,它们是一个相当不错的树实现,没有什么可以阻止您在没有swing接口的情况下使用它。
请注意,从Java 9开始,您可能不希望使用这些类,因为它们不会出现在“紧凑配置文件”中。
那这个呢?
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
/**
* @author ycoppel@google.com (Yohann Coppel)
*
* @param <T>
* Object's type in the tree.
*/
public class Tree<T> {
private T head;
private ArrayList<Tree<T>> leafs = new ArrayList<Tree<T>>();
private Tree<T> parent = null;
private HashMap<T, Tree<T>> locate = new HashMap<T, Tree<T>>();
public Tree(T head) {
this.head = head;
locate.put(head, this);
}
public void addLeaf(T root, T leaf) {
if (locate.containsKey(root)) {
locate.get(root).addLeaf(leaf);
} else {
addLeaf(root).addLeaf(leaf);
}
}
public Tree<T> addLeaf(T leaf) {
Tree<T> t = new Tree<T>(leaf);
leafs.add(t);
t.parent = this;
t.locate = this.locate;
locate.put(leaf, t);
return t;
}
public Tree<T> setAsParent(T parentRoot) {
Tree<T> t = new Tree<T>(parentRoot);
t.leafs.add(this);
this.parent = t;
t.locate = this.locate;
t.locate.put(head, this);
t.locate.put(parentRoot, t);
return t;
}
public T getHead() {
return head;
}
public Tree<T> getTree(T element) {
return locate.get(element);
}
public Tree<T> getParent() {
return parent;
}
public Collection<T> getSuccessors(T root) {
Collection<T> successors = new ArrayList<T>();
Tree<T> tree = getTree(root);
if (null != tree) {
for (Tree<T> leaf : tree.leafs) {
successors.add(leaf.head);
}
}
return successors;
}
public Collection<Tree<T>> getSubTrees() {
return leafs;
}
public static <T> Collection<T> getSuccessors(T of, Collection<Tree<T>> in) {
for (Tree<T> tree : in) {
if (tree.locate.containsKey(of)) {
return tree.getSuccessors(of);
}
}
return new ArrayList<T>();
}
@Override
public String toString() {
return printTree(0);
}
private static final int indent = 2;
private String printTree(int increment) {
String s = "";
String inc = "";
for (int i = 0; i < increment; ++i) {
inc = inc + " ";
}
s = inc + head;
for (Tree<T> child : leafs) {
s += "\n" + child.printTree(increment + indent);
}
return s;
}
}
setAsParent
或getHead
做什么方法,这是我真正可以在树数据结构上获得一些帮助的时候。即使是文档的原始来源也没有评论。
public class Tree {
private List<Tree> leaves = new LinkedList<Tree>();
private Tree parent = null;
private String data;
public Tree(String data, Tree parent) {
this.data = data;
this.parent = parent;
}
}
显然,您可以添加实用程序方法来添加/删除子级。
您应该首先定义(对于域)树是什么,最好先定义接口。并非所有的树结构都是可修改的,能够添加和删除节点应该是可选功能,因此我们为此创建了一个额外的接口。
不需要创建保存值的节点对象,实际上,我认为这是大多数树实现中的主要设计缺陷和开销。如果您查看Swing,TreeModel
则不需要节点类(仅DefaultTreeModel
使用TreeNode
),因为它们并不是真正需要的。
public interface Tree <N extends Serializable> extends Serializable {
List<N> getRoots ();
N getParent (N node);
List<N> getChildren (N node);
}
可变树结构(允许添加和删除节点):
public interface MutableTree <N extends Serializable> extends Tree<N> {
boolean add (N parent, N node);
boolean remove (N node, boolean cascade);
}
有了这些接口,使用树的代码就不必太在意树的实现方式了。这使您可以使用通用实现以及专门的实现实现,在这些实现中,您可以通过将函数委派给另一个API来实现树。
示例:文件树结构
public class FileTree implements Tree<File> {
@Override
public List<File> getRoots() {
return Arrays.stream(File.listRoots()).collect(Collectors.toList());
}
@Override
public File getParent(File node) {
return node.getParentFile();
}
@Override
public List<File> getChildren(File node) {
if (node.isDirectory()) {
File[] children = node.listFiles();
if (children != null) {
return Arrays.stream(children).collect(Collectors.toList());
}
}
return Collections.emptyList();
}
}
示例:通用树结构(基于父/子关系):
public class MappedTreeStructure<N extends Serializable> implements MutableTree<N> {
public static void main(String[] args) {
MutableTree<String> tree = new MappedTreeStructure<>();
tree.add("A", "B");
tree.add("A", "C");
tree.add("C", "D");
tree.add("E", "A");
System.out.println(tree);
}
private final Map<N, N> nodeParent = new HashMap<>();
private final LinkedHashSet<N> nodeList = new LinkedHashSet<>();
private void checkNotNull(N node, String parameterName) {
if (node == null)
throw new IllegalArgumentException(parameterName + " must not be null");
}
@Override
public boolean add(N parent, N node) {
checkNotNull(parent, "parent");
checkNotNull(node, "node");
// check for cycles
N current = parent;
do {
if (node.equals(current)) {
throw new IllegalArgumentException(" node must not be the same or an ancestor of the parent");
}
} while ((current = getParent(current)) != null);
boolean added = nodeList.add(node);
nodeList.add(parent);
nodeParent.put(node, parent);
return added;
}
@Override
public boolean remove(N node, boolean cascade) {
checkNotNull(node, "node");
if (!nodeList.contains(node)) {
return false;
}
if (cascade) {
for (N child : getChildren(node)) {
remove(child, true);
}
} else {
for (N child : getChildren(node)) {
nodeParent.remove(child);
}
}
nodeList.remove(node);
return true;
}
@Override
public List<N> getRoots() {
return getChildren(null);
}
@Override
public N getParent(N node) {
checkNotNull(node, "node");
return nodeParent.get(node);
}
@Override
public List<N> getChildren(N node) {
List<N> children = new LinkedList<>();
for (N n : nodeList) {
N parent = nodeParent.get(n);
if (node == null && parent == null) {
children.add(n);
} else if (node != null && parent != null && parent.equals(node)) {
children.add(n);
}
}
return children;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder builder = new StringBuilder();
dumpNodeStructure(builder, null, "- ");
return builder.toString();
}
private void dumpNodeStructure(StringBuilder builder, N node, String prefix) {
if (node != null) {
builder.append(prefix);
builder.append(node.toString());
builder.append('\n');
prefix = " " + prefix;
}
for (N child : getChildren(node)) {
dumpNodeStructure(builder, child, prefix);
}
}
}
您可以将Java的任何XML API用作Document和Node。因为XML是带有字符串的树形结构
如果您要进行白板编码,采访或什至只是打算使用一棵树,这些内容的冗长程度都很大。
还应该说,树之所以不在其中的原因Pair
是,您应该使用它将数据封装在类中,并且最简单的实现如下所示:
/***
/* Within the class that's using a binary tree for any reason. You could
/* generalize with generics IFF the parent class needs different value types.
*/
private class Node {
public String value;
public Node[] nodes; // Or an Iterable<Node> nodes;
}
对于任意宽度的树来说确实如此。
如果您想要一个二叉树,通常更容易与命名字段一起使用:
private class Node { // Using package visibility is an option
String value;
Node left;
Node right;
}
或者,如果您想要一个特里:
private class Node {
String value;
Map<char, Node> nodes;
}
现在你说你想要
能够获得代表给定节点的输入字符串的所有子代(某种形式的字符串列表或字符串数组)
听起来像是您的作业。
但是,由于我有合理的把握,任何截止日期现在都过去了……
import java.util.Arrays;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class kidsOfMatchTheseDays {
static private class Node {
String value;
Node[] nodes;
}
// Pre-order; you didn't specify.
static public List<String> list(Node node, String find) {
return list(node, find, new ArrayList<String>(), false);
}
static private ArrayList<String> list(
Node node,
String find,
ArrayList<String> list,
boolean add) {
if (node == null) {
return list;
}
if (node.value.equals(find)) {
add = true;
}
if (add) {
list.add(node.value);
}
if (node.nodes != null) {
for (Node child: node.nodes) {
list(child, find, list, add);
}
}
return list;
}
public static final void main(String... args) {
// Usually never have to do setup like this, so excuse the style
// And it could be cleaner by adding a constructor like:
// Node(String val, Node... children) {
// value = val;
// nodes = children;
// }
Node tree = new Node();
tree.value = "root";
Node[] n = {new Node(), new Node()};
tree.nodes = n;
tree.nodes[0].value = "leftish";
tree.nodes[1].value = "rightish-leafy";
Node[] nn = {new Node()};
tree.nodes[0].nodes = nn;
tree.nodes[0].nodes[0].value = "off-leftish-leaf";
// Enough setup
System.out.println(Arrays.toString(list(tree, args[0]).toArray()));
}
}
这使您可以像这样使用:
$ java kidsOfMatchTheseDays leftish
[leftish, off-leftish-leaf]
$ java kidsOfMatchTheseDays root
[root, leftish, off-leftish-leaf, rightish-leafy]
$ java kidsOfMatchTheseDays rightish-leafy
[rightish-leafy]
$ java kidsOfMatchTheseDays a
[]
与Gareth的回答相同,请查看DefaultMutableTreeNode。它不是通用的,但似乎符合要求。即使它位于javax.swing包中,它也不依赖于任何AWT或Swing类。实际上,源代码实际上具有注释// ISSUE: this class depends on nothing in AWT -- move to java.util?
Java中有一些树数据结构,例如JDK Swing中的DefaultMutableTreeNode,斯坦福解析器包中的Tree和其他玩具代码。但是这些都不足以满足一般用途。
Java树项目试图在Java中提供另一个通用树数据结构。这和其他之间的区别是
由于该问题要求一个可用的数据结构,因此可以从列表或数组中构造一棵树:
Object[] tree = new Object[2];
tree[0] = "Hello";
{
Object[] subtree = new Object[2];
subtree[0] = "Goodbye";
subtree[1] = "";
tree[1] = subtree;
}
instanceof
可用于确定元素是子树还是终端节点。
Object
s就要么是叶对象(例如,String
S)或分支(由阵列表示)。它确实起作用:该代码将被编译,并创建一个小的String
s 树。
例如 :
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
*
* @author X2
*
* @param <T>
*/
public class HisTree<T>
{
private Node<T> root;
public HisTree(T rootData)
{
root = new Node<T>();
root.setData(rootData);
root.setChildren(new ArrayList<Node<T>>());
}
}
class Node<T>
{
private T data;
private Node<T> parent;
private List<Node<T>> children;
public T getData() {
return data;
}
public void setData(T data) {
this.data = data;
}
public Node<T> getParent() {
return parent;
}
public void setParent(Node<T> parent) {
this.parent = parent;
}
public List<Node<T>> getChildren() {
return children;
}
public void setChildren(List<Node<T>> children) {
this.children = children;
}
}
过去,我只是为此使用嵌套地图。这就是我今天使用的方法,它非常简单,但是可以满足我的需求。也许这会帮助另一个。
import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonValue;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;
/**
* Created by kic on 16.07.15.
*/
public class NestedMap<K, V> {
private final Map root = new HashMap<>();
public NestedMap<K, V> put(K key) {
Object nested = root.get(key);
if (nested == null || !(nested instanceof NestedMap)) root.put(key, nested = new NestedMap<>());
return (NestedMap<K, V>) nested;
}
public Map.Entry<K,V > put(K key, V value) {
root.put(key, value);
return (Map.Entry<K, V>) root.entrySet().stream().filter(e -> ((Map.Entry) e).getKey().equals(key)).findFirst().get();
}
public NestedMap<K, V> get(K key) {
return (NestedMap<K, V>) root.get(key);
}
public V getValue(K key) {
return (V) root.get(key);
}
@JsonValue
public Map getRoot() {
return root;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
NestedMap<String, Integer> test = new NestedMap<>();
test.put("a").put("b").put("c", 12);
Map.Entry<String, Integer> foo = test.put("a").put("b").put("d", 12);
test.put("b", 14);
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
System.out.println(mapper.writeValueAsString(test));
foo.setValue(99);
System.out.println(mapper.writeValueAsString(test));
System.out.println(test.get("a").get("b").getValue("d"));
}
}
我写了一个基于“ HashMap”的小“ TreeMap”类,该类支持添加路径:
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
public class TreeMap<T> extends LinkedHashMap<T, TreeMap<T>> {
public void put(T[] path) {
LinkedList<T> list = new LinkedList<>();
for (T key : path) {
list.add(key);
}
return put(list);
}
public void put(LinkedList<T> path) {
if (path.isEmpty()) {
return;
}
T key = path.removeFirst();
TreeMap<T> val = get(key);
if (val == null) {
val = new TreeMap<>();
put(key, val);
}
val.put(path);
}
}
它可以用于存储类型为“ T”(通用)的事物树,但(尚)不支持在其节点中存储额外的数据。如果您有这样的文件:
root, child 1
root, child 1, child 1a
root, child 1, child 1b
root, child 2
root, child 3, child 3a
然后,您可以通过执行以下命令使其成为树:
TreeMap<String> root = new TreeMap<>();
Scanner scanner = new Scanner(new File("input.txt"));
while (scanner.hasNextLine()) {
root.put(scanner.nextLine().split(", "));
}
您会得到一棵漂亮的树。它应该很容易适应您的需求。
您可以使用HashTree Jakarta项目中包含的Apache JMeter中包含类。
HashTree类包含在包org.apache.jorphan.collections中。尽管此软件包并未在JMeter项目之外发布,但您可以轻松获得:
1)下载JMeter来源。
2)创建一个新包。
3)复制到/ src / jorphan / org / apache / jorphan / collections /中。除Data.java以外的所有文件
4)也复制/src/jorphan/org/apache/jorphan/util/JOrphanUtils.java
5)HashTree可以使用了。
Java中没有适合您需求的特定数据结构。您的要求非常具体,因此您需要设计自己的数据结构。查看您的需求,任何人都可以说您需要某种具有某些特定功能的n元树。您可以通过以下方式设计数据结构:
我建议您将节点的结构写在一个类中,例如Class Node {String value; 列出子级;}以及所有其他方法,例如在另一个NodeUtils类中进行search,insert和getChildren,以便您还可以传递树的根对特定树执行操作,例如:class NodeUtils {public static Node search(Node root,String value) {//执行BFS并返回Node}
// TestTree.java
// A simple test to see how we can build a tree and populate it
//
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
import javax.swing.tree.*;
public class TestTree extends JFrame {
JTree tree;
DefaultTreeModel treeModel;
public TestTree( ) {
super("Tree Test Example");
setSize(400, 300);
setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
}
public void init( ) {
// Build up a bunch of TreeNodes. We use DefaultMutableTreeNode because the
// DefaultTreeModel can use it to build a complete tree.
DefaultMutableTreeNode root = new DefaultMutableTreeNode("Root");
DefaultMutableTreeNode subroot = new DefaultMutableTreeNode("SubRoot");
DefaultMutableTreeNode leaf1 = new DefaultMutableTreeNode("Leaf 1");
DefaultMutableTreeNode leaf2 = new DefaultMutableTreeNode("Leaf 2");
// Build our tree model starting at the root node, and then make a JTree out
// of it.
treeModel = new DefaultTreeModel(root);
tree = new JTree(treeModel);
// Build the tree up from the nodes we created.
treeModel.insertNodeInto(subroot, root, 0);
// Or, more succinctly:
subroot.add(leaf1);
root.add(leaf2);
// Display it.
getContentPane( ).add(tree, BorderLayout.CENTER);
}
public static void main(String args[]) {
TestTree tt = new TestTree( );
tt.init( );
tt.setVisible(true);
}
}
我写了一个树库,可以很好地与Java8配合使用,并且没有其他依赖项。它还对函数式编程中的一些想法提供了宽松的解释,并允许您映射/过滤/修剪/搜索整个树或子树。
https://github.com/RutledgePaulV/prune
该实现对索引没有做任何特别的事情,并且我没有偏离递归,因此,对于大树而言,性能可能会下降,并且可能会破坏堆栈。但是,如果您需要的只是一棵小到中等深度的简单树,那么我认为它已经足够好了。它提供了合理的(基于值的)相等性定义,还具有toString实现,可让您可视化树!
请检查下面的代码,其中我使用了Tree数据结构,而没有使用Collection类。该代码可能有错误/改进,但请仅用于参考
package com.datastructure.tree;
public class BinaryTreeWithoutRecursion <T> {
private TreeNode<T> root;
public BinaryTreeWithoutRecursion (){
root = null;
}
public void insert(T data){
root =insert(root, data);
}
public TreeNode<T> insert(TreeNode<T> node, T data ){
TreeNode<T> newNode = new TreeNode<>();
newNode.data = data;
newNode.right = newNode.left = null;
if(node==null){
node = newNode;
return node;
}
Queue<TreeNode<T>> queue = new Queue<TreeNode<T>>();
queue.enque(node);
while(!queue.isEmpty()){
TreeNode<T> temp= queue.deque();
if(temp.left!=null){
queue.enque(temp.left);
}else
{
temp.left = newNode;
queue =null;
return node;
}
if(temp.right!=null){
queue.enque(temp.right);
}else
{
temp.right = newNode;
queue =null;
return node;
}
}
queue=null;
return node;
}
public void inOrderPrint(TreeNode<T> root){
if(root!=null){
inOrderPrint(root.left);
System.out.println(root.data);
inOrderPrint(root.right);
}
}
public void postOrderPrint(TreeNode<T> root){
if(root!=null){
postOrderPrint(root.left);
postOrderPrint(root.right);
System.out.println(root.data);
}
}
public void preOrderPrint(){
preOrderPrint(root);
}
public void inOrderPrint(){
inOrderPrint(root);
}
public void postOrderPrint(){
inOrderPrint(root);
}
public void preOrderPrint(TreeNode<T> root){
if(root!=null){
System.out.println(root.data);
preOrderPrint(root.left);
preOrderPrint(root.right);
}
}
/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
BinaryTreeWithoutRecursion <Integer> ls= new BinaryTreeWithoutRecursion <>();
ls.insert(1);
ls.insert(2);
ls.insert(3);
ls.insert(4);
ls.insert(5);
ls.insert(6);
ls.insert(7);
//ls.preOrderPrint();
ls.inOrderPrint();
//ls.postOrderPrint();
}
}
不使用Collection框架的Tree的自定义Tree实现。它包含Tree实现中所需的不同基本操作。
class Node {
int data;
Node left;
Node right;
public Node(int ddata, Node left, Node right) {
this.data = ddata;
this.left = null;
this.right = null;
}
public void displayNode(Node n) {
System.out.print(n.data + " ");
}
}
class BinaryTree {
Node root;
public BinaryTree() {
this.root = null;
}
public void insertLeft(int parent, int leftvalue ) {
Node n = find(root, parent);
Node leftchild = new Node(leftvalue, null, null);
n.left = leftchild;
}
public void insertRight(int parent, int rightvalue) {
Node n = find(root, parent);
Node rightchild = new Node(rightvalue, null, null);
n.right = rightchild;
}
public void insertRoot(int data) {
root = new Node(data, null, null);
}
public Node getRoot() {
return root;
}
public Node find(Node n, int key) {
Node result = null;
if (n == null)
return null;
if (n.data == key)
return n;
if (n.left != null)
result = find(n.left, key);
if (result == null)
result = find(n.right, key);
return result;
}
public int getheight(Node root){
if (root == null)
return 0;
return Math.max(getheight(root.left), getheight(root.right)) + 1;
}
public void printTree(Node n) {
if (n == null)
return;
printTree(n.left);
n.displayNode(n);
printTree(n.right);
}
}