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This commit is contained in:
Asecave
@@ -29,236 +29,246 @@
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*/
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public class BinarySearchTree<ContentType extends ComparableContent<ContentType>> {
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||||
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/* --------- Anfang der privaten inneren Klasse -------------- */
|
||||
/* --------- Anfang der privaten inneren Klasse -------------- */
|
||||
|
||||
/**
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||||
* Durch diese innere Klasse kann man dafuer sorgen, dass ein leerer Baum
|
||||
* null ist, ein nicht-leerer Baum jedoch immer eine nicht-null-Wurzel sowie
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* nicht-null-Teilbaeume hat.
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*/
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private class BSTNode<CT extends ComparableContent<CT>> {
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||||
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private CT content;
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private BinarySearchTree<CT> left, right;
|
||||
/**
|
||||
* Durch diese innere Klasse kann man dafuer sorgen, dass ein leerer Baum
|
||||
* null ist, ein nicht-leerer Baum jedoch immer eine nicht-null-Wurzel sowie
|
||||
* nicht-null-Teilbaeume hat.
|
||||
*/
|
||||
private class BSTNode<CT extends ComparableContent<CT>> {
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||||
|
||||
public BSTNode(CT pContent) {
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||||
// Der Knoten hat einen linken und rechten Teilbaum, die
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||||
// beide von null verschieden sind. Also hat ein Blatt immer zwei
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||||
// leere Teilbaeume unter sich.
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this.content = pContent;
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left = new BinarySearchTree<CT>();
|
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right = new BinarySearchTree<CT>();
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}
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|
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}
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private CT content;
|
||||
private BinarySearchTree<CT> left, right;
|
||||
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||||
/* ----------- Ende der privaten inneren Klasse -------------- */
|
||||
public BSTNode(CT pContent) {
|
||||
// Der Knoten hat einen linken und rechten Teilbaum, die
|
||||
// beide von null verschieden sind. Also hat ein Blatt immer zwei
|
||||
// leere Teilbaeume unter sich.
|
||||
this.content = pContent;
|
||||
left = new BinarySearchTree<CT>();
|
||||
right = new BinarySearchTree<CT>();
|
||||
}
|
||||
|
||||
private BSTNode<ContentType> node;
|
||||
}
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||||
|
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/**
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||||
* Der Konstruktor erzeugt einen leeren Suchbaum.
|
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*/
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public BinarySearchTree() {
|
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this.node = null;
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||||
}
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||||
/* ----------- Ende der privaten inneren Klasse -------------- */
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||||
|
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/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert den Wahrheitswert true, wenn der Suchbaum leer ist,
|
||||
* sonst liefert sie den Wert false.
|
||||
*
|
||||
* @return true, wenn der binaere Suchbaum leer ist, sonst false
|
||||
*
|
||||
*/
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public boolean isEmpty() {
|
||||
return this.node == null;
|
||||
}
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private BSTNode<ContentType> node;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Falls der Parameter null ist, geschieht nichts.<br />
|
||||
* Falls ein bezueglich der verwendeten Vergleichsmethode isEqual mit
|
||||
* pContent uebereinstimmendes Objekt im geordneten binaeren Suchbau
|
||||
* enthalten ist, passiert nichts. <br />
|
||||
* Achtung: hier wird davon ausgegangen, dass isEqual genau dann true
|
||||
* liefert, wenn isLess und isGreater false liefern. <br />
|
||||
* Andernfalls (isLess oder isGreater) wird das Objekt pContent entsprechend
|
||||
* der vorgegebenen Ordnungsrelation in den BinarySearchTree eingeordnet.
|
||||
*
|
||||
* @param pContent
|
||||
* einzufuegendes Objekt vom Typ ContentType
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public void insert(ContentType pContent) {
|
||||
if (pContent != null) {
|
||||
if (isEmpty()) {
|
||||
this.node = new BSTNode<ContentType>(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isLess(this.node.content)) {
|
||||
this.node.left.insert(pContent);
|
||||
} else if(pContent.isGreater(this.node.content)) {
|
||||
this.node.right.insert(pContent);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* Der Konstruktor erzeugt einen leeren Suchbaum.
|
||||
*/
|
||||
public BinarySearchTree() {
|
||||
this.node = null;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert den linken Teilbaum des binaeren Suchbaumes. <br />
|
||||
* Wenn er leer ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @return den linken Teilbaum (Objekt vom Typ BinarySearchTree<ContentType>)
|
||||
* bzw. null, wenn der Suchbaum leer ist
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public BinarySearchTree<ContentType> getLeftTree() {
|
||||
if (this.isEmpty()) {
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
return this.node.left;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert den Wahrheitswert true, wenn der Suchbaum leer ist,
|
||||
* sonst liefert sie den Wert false.
|
||||
*
|
||||
* @return true, wenn der binaere Suchbaum leer ist, sonst false
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public boolean isEmpty() {
|
||||
return this.node == null;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert das Inhaltsobjekt des Suchbaumes. Wenn der Suchbaum
|
||||
* leer ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @return das Inhaltsobjekt vom Typ ContentType bzw. null, wenn der aktuelle
|
||||
* Suchbaum leer ist
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public ContentType getContent() {
|
||||
if (this.isEmpty()) {
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
return this.node.content;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* Falls der Parameter null ist, geschieht nichts.<br />
|
||||
* Falls ein bezueglich der verwendeten Vergleichsmethode isEqual mit
|
||||
* pContent uebereinstimmendes Objekt im geordneten binaeren Suchbau
|
||||
* enthalten ist, passiert nichts. <br />
|
||||
* Achtung: hier wird davon ausgegangen, dass isEqual genau dann true
|
||||
* liefert, wenn isLess und isGreater false liefern. <br />
|
||||
* Andernfalls (isLess oder isGreater) wird das Objekt pContent entsprechend
|
||||
* der vorgegebenen Ordnungsrelation in den BinarySearchTree eingeordnet.
|
||||
*
|
||||
* @param pContent
|
||||
* einzufuegendes Objekt vom Typ ContentType
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public void insert(ContentType pContent) {
|
||||
if (pContent != null) {
|
||||
if (isEmpty()) {
|
||||
this.node = new BSTNode<ContentType>(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isLess(this.node.content)) {
|
||||
this.node.left.insert(pContent);
|
||||
} else if(pContent.isGreater(this.node.content)) {
|
||||
this.node.right.insert(pContent);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert den rechten Teilbaum des binaeren Suchbaumes. <br />
|
||||
* Wenn er leer ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @return den rechten Teilbaum (Objekt vom Typ BinarySearchTree<ContentType>)
|
||||
* bzw. null, wenn der aktuelle Suchbaum leer ist
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public BinarySearchTree<ContentType> getRightTree() {
|
||||
if (this.isEmpty()) {
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
return this.node.right;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert den linken Teilbaum des binaeren Suchbaumes. <br />
|
||||
* Wenn er leer ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @return den linken Teilbaum (Objekt vom Typ BinarySearchTree<ContentType>)
|
||||
* bzw. null, wenn der Suchbaum leer ist
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public BinarySearchTree<ContentType> getLeftTree() {
|
||||
if (this.isEmpty()) {
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
return this.node.left;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Falls ein bezueglich der verwendeten Vergleichsmethode mit
|
||||
* pContent uebereinstimmendes Objekt im binaeren Suchbaum enthalten
|
||||
* ist, wird dieses entfernt. Falls der Parameter null ist, aendert sich
|
||||
* nichts.
|
||||
*
|
||||
* @param pContent
|
||||
* zu entfernendes Objekt vom Typ ContentType
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public void remove(ContentType pContent) {
|
||||
if (isEmpty() || pContent == null ) {
|
||||
// Abbrechen, da kein Element zum entfernen vorhanden ist.
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (pContent.isLess(node.content)) {
|
||||
// Element ist im linken Teilbaum zu loeschen.
|
||||
node.left.remove(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isGreater(node.content)) {
|
||||
// Element ist im rechten Teilbaum zu loeschen.
|
||||
node.right.remove(pContent);
|
||||
} else {
|
||||
// Element ist gefunden.
|
||||
if (node.left.isEmpty()) {
|
||||
if (node.right.isEmpty()) {
|
||||
// Es gibt keinen Nachfolger.
|
||||
node = null;
|
||||
} else {
|
||||
// Es gibt nur rechts einen Nachfolger.
|
||||
node = getNodeOfRightSuccessor();
|
||||
}
|
||||
} else if (node.right.isEmpty()) {
|
||||
// Es gibt nur links einen Nachfolger.
|
||||
node = getNodeOfLeftSuccessor();
|
||||
} else {
|
||||
// Es gibt links und rechts einen Nachfolger.
|
||||
if (getNodeOfRightSuccessor().left.isEmpty()) {
|
||||
// Der rechte Nachfolger hat keinen linken Nachfolger.
|
||||
node.content = getNodeOfRightSuccessor().content;
|
||||
node.right = getNodeOfRightSuccessor().right;
|
||||
} else {
|
||||
BinarySearchTree<ContentType> previous = node.right
|
||||
.ancestorOfSmallRight();
|
||||
BinarySearchTree<ContentType> smallest = previous.node.left;
|
||||
this.node.content = smallest.node.content;
|
||||
previous.remove(smallest.node.content);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert das Inhaltsobjekt des Suchbaumes. Wenn der Suchbaum
|
||||
* leer ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @return das Inhaltsobjekt vom Typ ContentType bzw. null, wenn der aktuelle
|
||||
* Suchbaum leer ist
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public ContentType getContent() {
|
||||
if (this.isEmpty()) {
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
return this.node.content;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Falls ein bezueglich der verwendeten Vergleichsmethode isEqual mit
|
||||
* pContent uebereinstimmendes Objekt im binaeren Suchbaum enthalten ist,
|
||||
* liefert die Anfrage dieses, ansonsten wird null zurueckgegeben. <br />
|
||||
* Falls der Parameter null ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @param pContent
|
||||
* zu suchendes Objekt vom Typ ContentType
|
||||
* @return das gefundene Objekt vom Typ ContentType, bei erfolgloser Suche null
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public ContentType search(ContentType pContent) {
|
||||
if (this.isEmpty() || pContent == null) {
|
||||
// Abbrechen, da es kein Element zu suchen gibt.
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
ContentType content = this.getContent();
|
||||
if (pContent.isLess(content)) {
|
||||
// Element wird im linken Teilbaum gesucht.
|
||||
return this.getLeftTree().search(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isGreater(content)) {
|
||||
// Element wird im rechten Teilbaum gesucht.
|
||||
return this.getRightTree().search(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isEqual(content)) {
|
||||
// Element wurde gefunden.
|
||||
return content;
|
||||
} else {
|
||||
// Dieser Fall sollte nicht auftreten.
|
||||
return null;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* Diese Anfrage liefert den rechten Teilbaum des binaeren Suchbaumes. <br />
|
||||
* Wenn er leer ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @return den rechten Teilbaum (Objekt vom Typ BinarySearchTree<ContentType>)
|
||||
* bzw. null, wenn der aktuelle Suchbaum leer ist
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public BinarySearchTree<ContentType> getRightTree() {
|
||||
if (this.isEmpty()) {
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
return this.node.right;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* ----------- Weitere private Methoden -------------- */
|
||||
/**
|
||||
* Falls ein bezueglich der verwendeten Vergleichsmethode mit
|
||||
* pContent uebereinstimmendes Objekt im binaeren Suchbaum enthalten
|
||||
* ist, wird dieses entfernt. Falls der Parameter null ist, aendert sich
|
||||
* nichts.
|
||||
*
|
||||
* @param pContent
|
||||
* zu entfernendes Objekt vom Typ ContentType
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public void remove(ContentType pContent) {
|
||||
if (isEmpty() || pContent == null ) {
|
||||
// Abbrechen, da kein Element zum entfernen vorhanden ist.
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Die Methode liefert denjenigen Baum, dessen linker Nachfolger keinen linken
|
||||
* Nachfolger mehr hat. Es ist also spaeter moeglich, in einem Baum im
|
||||
* rechten Nachfolger den Vorgaenger des linkesten Nachfolgers zu finden.
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
private BinarySearchTree<ContentType> ancestorOfSmallRight() {
|
||||
if (getNodeOfLeftSuccessor().left.isEmpty()) {
|
||||
return this;
|
||||
} else {
|
||||
return node.left.ancestorOfSmallRight();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (pContent.isLess(node.content)) {
|
||||
// Element ist im linken Teilbaum zu loeschen.
|
||||
node.left.remove(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isGreater(node.content)) {
|
||||
// Element ist im rechten Teilbaum zu loeschen.
|
||||
node.right.remove(pContent);
|
||||
} else {
|
||||
// Element ist gefunden.
|
||||
if (node.left.isEmpty()) {
|
||||
if (node.right.isEmpty()) {
|
||||
// Es gibt keinen Nachfolger.
|
||||
node = null;
|
||||
} else {
|
||||
// Es gibt nur rechts einen Nachfolger.
|
||||
node = getNodeOfRightSuccessor();
|
||||
}
|
||||
} else if (node.right.isEmpty()) {
|
||||
// Es gibt nur links einen Nachfolger.
|
||||
node = getNodeOfLeftSuccessor();
|
||||
} else {
|
||||
// Es gibt links und rechts einen Nachfolger.
|
||||
if (getNodeOfRightSuccessor().left.isEmpty()) {
|
||||
// Der rechte Nachfolger hat keinen linken Nachfolger.
|
||||
node.content = getNodeOfRightSuccessor().content;
|
||||
node.right = getNodeOfRightSuccessor().right;
|
||||
} else {
|
||||
BinarySearchTree<ContentType> previous = node.right
|
||||
.ancestorOfSmallRight();
|
||||
BinarySearchTree<ContentType> smallest = previous.node.left;
|
||||
this.node.content = smallest.node.content;
|
||||
previous.remove(smallest.node.content);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private BSTNode<ContentType> getNodeOfLeftSuccessor() {
|
||||
return node.left.node;
|
||||
}
|
||||
/**
|
||||
* Falls ein bezueglich der verwendeten Vergleichsmethode isEqual mit
|
||||
* pContent uebereinstimmendes Objekt im binaeren Suchbaum enthalten ist,
|
||||
* liefert die Anfrage dieses, ansonsten wird null zurueckgegeben. <br />
|
||||
* Falls der Parameter null ist, wird null zurueckgegeben.
|
||||
*
|
||||
* @param pContent
|
||||
* zu suchendes Objekt vom Typ ContentType
|
||||
* @return das gefundene Objekt vom Typ ContentType, bei erfolgloser Suche null
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
public ContentType search(ContentType pContent) {
|
||||
if (this.isEmpty() || pContent == null) {
|
||||
// Abbrechen, da es kein Element zu suchen gibt.
|
||||
return null;
|
||||
} else {
|
||||
ContentType content = this.getContent();
|
||||
if (pContent.isLess(content)) {
|
||||
// Element wird im linken Teilbaum gesucht.
|
||||
return this.getLeftTree().search(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isGreater(content)) {
|
||||
// Element wird im rechten Teilbaum gesucht.
|
||||
return this.getRightTree().search(pContent);
|
||||
} else if (pContent.isEqual(content)) {
|
||||
// Element wurde gefunden.
|
||||
return content;
|
||||
} else {
|
||||
// Dieser Fall sollte nicht auftreten.
|
||||
return null;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private BSTNode<ContentType> getNodeOfRightSuccessor() {
|
||||
return node.right.node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void printInOrder() {
|
||||
//TODO
|
||||
}
|
||||
/* ----------- Weitere private Methoden -------------- */
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Die Methode liefert denjenigen Baum, dessen linker Nachfolger keinen linken
|
||||
* Nachfolger mehr hat. Es ist also spaeter moeglich, in einem Baum im
|
||||
* rechten Nachfolger den Vorgaenger des linkesten Nachfolgers zu finden.
|
||||
*
|
||||
*/
|
||||
private BinarySearchTree<ContentType> ancestorOfSmallRight() {
|
||||
if (getNodeOfLeftSuccessor().left.isEmpty()) {
|
||||
return this;
|
||||
} else {
|
||||
return node.left.ancestorOfSmallRight();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private BSTNode<ContentType> getNodeOfLeftSuccessor() {
|
||||
return node.left.node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private BSTNode<ContentType> getNodeOfRightSuccessor() {
|
||||
return node.right.node;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public List<ContentType> getInOrder() {
|
||||
List<ContentType> inOrder = new List<>();
|
||||
getPartTree(this, inOrder);
|
||||
return inOrder;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void getPartTree(BinarySearchTree<ContentType> tree, List<ContentType> inOrder) {
|
||||
if (tree != null && tree.getContent() != null) {
|
||||
getPartTree(tree.getLeftTree(), inOrder);
|
||||
inOrder.append(tree.getContent());
|
||||
getPartTree(tree.getRightTree(), inOrder);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
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