BTree & List added

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Artem Didytschuk 2020-12-03 10:38:09 +01:00
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210
BinaryTree.java Normal file
View File

@ -0,0 +1,210 @@
/**
* <p>
* Materialien zu den zentralen NRW-Abiturpruefungen im Fach Informatik ab 2018
* </p>
* <p>
* Generische Klasse BinaryTree<ContentType>
* </p>
* <p>
* Mithilfe der generischen Klasse BinaryTree koennen beliebig viele
* Inhaltsobjekte vom Typ ContentType in einem Binaerbaum verwaltet werden. Ein
* Objekt der Klasse stellt entweder einen leeren Baum dar oder verwaltet ein
* Inhaltsobjekt sowie einen linken und einen rechten Teilbaum, die ebenfalls
* Objekte der generischen Klasse BinaryTree sind.
* </p>
*
* @author Qualitaets- und UnterstuetzungsAgentur - Landesinstitut fuer Schule
* @version Generisch_03 2014-03-01
*/
public class BinaryTree<ContentType> {
/* --------- Anfang der privaten inneren Klasse -------------- */
/**
* 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, ggf. leere Teilbaeume hat.
*/
private class BTNode<CT> {
private CT content;
private BinaryTree<CT> left, right;
public BTNode(CT pContent) {
// Der Knoten hat einen linken und einen rechten Teilbaum, die
// beide von null verschieden sind. Also hat ein Blatt immer zwei
// leere Teilbaeume unter sich.
this.content = pContent;
left = new BinaryTree<CT>();
right = new BinaryTree<CT>();
}
}
/* ----------- Ende der privaten inneren Klasse -------------- */
private BTNode<ContentType> node;
/**
* Nach dem Aufruf des Konstruktors existiert ein leerer Binaerbaum.
*/
public BinaryTree() {
this.node = null;
}
/**
* Wenn der Parameter pContent ungleich null ist, existiert nach dem Aufruf
* des Konstruktors der Binaerbaum und hat pContent als Inhaltsobjekt und
* zwei leere Teilbaeume. Falls der Parameter null ist, wird ein leerer
* Binaerbaum erzeugt.
*
* @param pContent
* das Inhaltsobjekt des Wurzelknotens vom Typ ContentType
*/
public BinaryTree(ContentType pContent) {
if (pContent != null) {
this.node = new BTNode<ContentType>(pContent);
} else {
this.node = null;
}
}
/**
* Wenn der Parameter pContent ungleich null ist, wird ein Binaerbaum mit
* pContent als Inhalt und den beiden Teilbaeume pLeftTree und pRightTree
* erzeugt. Sind pLeftTree oder pRightTree gleich null, wird der
* entsprechende Teilbaum als leerer Binaerbaum eingefuegt. So kann es also
* nie passieren, dass linke oder rechte Teilbaeume null sind. Wenn der
* Parameter pContent gleich null ist, wird ein leerer Binaerbaum erzeugt.
*
* @param pContent
* das Inhaltsobjekt des Wurzelknotens vom Typ ContentType
* @param pLeftTree
* der linke Teilbaum vom Typ BinaryTree<ContentType>
* @param pRightTree
* der rechte Teilbaum vom Typ BinaryTree<ContentType>
*/
public BinaryTree(ContentType pContent, BinaryTree<ContentType> pLeftTree, BinaryTree<ContentType> pRightTree) {
if (pContent != null) {
this.node = new BTNode<ContentType>(pContent);
if (pLeftTree != null) {
this.node.left = pLeftTree;
} else {
this.node.left = new BinaryTree<ContentType>();
}
if (pRightTree != null) {
this.node.right = pRightTree;
} else {
this.node.right = new BinaryTree<ContentType>();
}
} else {
// Da der Inhalt null ist, wird ein leerer BinarySearchTree erzeugt.
this.node = null;
}
}
/**
* Diese Anfrage liefert den Wahrheitswert true, wenn der Binaerbaum leer
* ist, sonst liefert sie den Wert false.
*
* @return true, wenn der Binaerbaum leer ist, sonst false
*/
public boolean isEmpty() {
return this.node == null;
}
/**
* Wenn pContent null ist, geschieht nichts. <br />
* Ansonsten: Wenn der Binaerbaum leer ist, wird der Parameter pContent als
* Inhaltsobjekt sowie ein leerer linker und rechter Teilbaum eingefuegt.
* Ist der Binaerbaum nicht leer, wird das Inhaltsobjekt durch pContent
* ersetzt. Die Teilbaeume werden nicht geaendert.
*
* @param pContent
* neues Inhaltsobjekt vom Typ ContentType
*/
public void setContent(ContentType pContent) {
if (pContent != null) {
if (this.isEmpty()) {
node = new BTNode<ContentType>(pContent);
this.node.left = new BinaryTree<ContentType>();
this.node.right = new BinaryTree<ContentType>();
}
this.node.content = pContent;
}
}
/**
* Diese Anfrage liefert das Inhaltsobjekt des Binaerbaums. Wenn der
* Binaerbaum leer ist, wird null zurueckgegeben.
*
* @return das Inhaltsobjekt der Wurzel vom Typ ContentType bzw. null, wenn
* der Binaerbaum leer ist
*/
public ContentType getContent() {
if (this.isEmpty()) {
return null;
} else {
return this.node.content;
}
}
/**
* Falls der Parameter null ist, geschieht nichts. Wenn der Binaerbaum leer
* ist, wird pTree nicht angehaengt. Andernfalls erhaelt der Binaerbaum den
* uebergebenen BinaryTree als linken Teilbaum.
*
* @param pTree
* neuer linker Teilbaum vom Typ BinaryTree<ContentType>
*/
public void setLeftTree(BinaryTree<ContentType> pTree) {
if (!this.isEmpty() && pTree != null) {
this.node.left = pTree;
}
}
/**
* Falls der Parameter null ist, geschieht nichts. Wenn der Binaerbaum leer
* ist, wird pTree nicht angehaengt. Andernfalls erhaelt der Binaerbaum den
* uebergebenen BinaryTree als rechten Teilbaum.
*
* @param pTree
* neuer linker Teilbaum vom Typ BinaryTree<ContentType>
*/
public void setRightTree(BinaryTree<ContentType> pTree) {
if (!this.isEmpty() && pTree != null) {
this.node.right = pTree;
}
}
/**
* Diese Anfrage liefert den linken Teilbaum des Binaerbaumes. Wenn der
* Binaerbaum leer ist, wird null zurueckgegeben.
*
* @return linker Teilbaum vom Typ BinaryTree<ContentType> oder null, wenn
* der aktuelle Binaerbaum leer ist
*/
public BinaryTree<ContentType> getLeftTree() {
if (!this.isEmpty()) {
return this.node.left;
} else {
return null;
}
}
/**
* Diese Anfrage liefert den rechten Teilbaum des Binaerbaumes. Wenn der
* Binaerbaum (this) leer ist, wird null zurueckgegeben.
*
* @return rechter Teilbaum vom Typ BinaryTree<ContentType> oder null, wenn
* der aktuelle Binaerbaum (this) leer ist
*/
public BinaryTree<ContentType> getRightTree() {
if (!this.isEmpty()) {
return this.node.right;
} else {
return null;
}
}
}

345
List.java Normal file
View File

@ -0,0 +1,345 @@
/**
* <p>
* Materialien zu den zentralen NRW-Abiturpruefungen im Fach Informatik ab 2018
* </p>
* <p>
* Generische Klasse List<ContentType>
* </p>
* <p>
* Objekt der generischen Klasse List verwalten beliebig viele linear
* angeordnete Objekte vom Typ ContentType. Auf hoechstens ein Listenobjekt,
* aktuellesObjekt genannt, kann jeweils zugegriffen werden.<br />
* Wenn eine Liste leer ist, vollstaendig durchlaufen wurde oder das aktuelle
* Objekt am Ende der Liste geloescht wurde, gibt es kein aktuelles Objekt.<br />
* Das erste oder das letzte Objekt einer Liste koennen durch einen Auftrag zum
* aktuellen Objekt gemacht werden. Ausserdem kann das dem aktuellen Objekt
* folgende Listenobjekt zum neuen aktuellen Objekt werden. <br />
* Das aktuelle Objekt kann gelesen, veraendert oder geloescht werden. Ausserdem
* kann vor dem aktuellen Objekt ein Listenobjekt eingefuegt werden.
* </p>
*
* @author Qualitaets- und UnterstuetzungsAgentur - Landesinstitut fuer Schule
* @version Generisch_06 2015-10-25
*/
public class List<ContentType> {
/* --------- Anfang der privaten inneren Klasse -------------- */
private class ListNode {
private ContentType contentObject;
private ListNode next;
/**
* Ein neues Objekt wird erschaffen. Der Verweis ist leer.
*
* @param pContent das Inhaltsobjekt vom Typ ContentType
*/
private ListNode(ContentType pContent) {
contentObject = pContent;
next = null;
}
/**
* Der Inhalt des Knotens wird zurueckgeliefert.
*
* @return das Inhaltsobjekt des Knotens
*/
public ContentType getContentObject() {
return contentObject;
}
/**
* Der Inhalt dieses Kontens wird gesetzt.
*
* @param pContent das Inhaltsobjekt vom Typ ContentType
*/
public void setContentObject(ContentType pContent) {
contentObject = pContent;
}
/**
* Der Nachfolgeknoten wird zurueckgeliefert.
*
* @return das Objekt, auf das der aktuelle Verweis zeigt
*/
public ListNode getNextNode() {
return this.next;
}
/**
* Der Verweis wird auf das Objekt, das als Parameter uebergeben
* wird, gesetzt.
*
* @param pNext der Nachfolger des Knotens
*/
public void setNextNode(ListNode pNext) {
this.next = pNext;
}
}
/* ----------- Ende der privaten inneren Klasse -------------- */
// erstes Element der Liste
ListNode first;
// letztes Element der Liste
ListNode last;
// aktuelles Element der Liste
ListNode current;
/**
* Eine leere Liste wird erzeugt.
*/
public List() {
first = null;
last = null;
current = null;
}
/**
* Die Anfrage liefert den Wert true, wenn die Liste keine Objekte enthaelt,
* sonst liefert sie den Wert false.
*
* @return true, wenn die Liste leer ist, sonst false
*/
public boolean isEmpty() {
// Die Liste ist leer, wenn es kein erstes Element gibt.
return first == null;
}
/**
* Die Anfrage liefert den Wert true, wenn es ein aktuelles Objekt gibt,
* sonst liefert sie den Wert false.
*
* @return true, falls Zugriff moeglich, sonst false
*/
public boolean hasAccess() {
// Es gibt keinen Zugriff, wenn current auf kein Element verweist.
return current != null;
}
/**
* Falls die Liste nicht leer ist, es ein aktuelles Objekt gibt und dieses
* nicht das letzte Objekt der Liste ist, wird das dem aktuellen Objekt in
* der Liste folgende Objekt zum aktuellen Objekt, andernfalls gibt es nach
* Ausfuehrung des Auftrags kein aktuelles Objekt, d.h. hasAccess() liefert
* den Wert false.
*/
public void next() {
if (this.hasAccess()) {
current = current.getNextNode();
}
}
/**
* Falls die Liste nicht leer ist, wird das erste Objekt der Liste aktuelles
* Objekt. Ist die Liste leer, geschieht nichts.
*/
public void toFirst() {
if (!isEmpty()) {
current = first;
}
}
/**
* Falls die Liste nicht leer ist, wird das letzte Objekt der Liste
* aktuelles Objekt. Ist die Liste leer, geschieht nichts.
*/
public void toLast() {
if (!isEmpty()) {
current = last;
}
}
/**
* Falls es ein aktuelles Objekt gibt (hasAccess() == true), wird das
* aktuelle Objekt zurueckgegeben, andernfalls (hasAccess() == false) gibt
* die Anfrage den Wert null zurueck.
*
* @return das aktuelle Objekt (vom Typ ContentType) oder null, wenn es
* kein aktuelles Objekt gibt
*/
public ContentType getContent() {
if (this.hasAccess()) {
return current.getContentObject();
} else {
return null;
}
}
/**
* Falls es ein aktuelles Objekt gibt (hasAccess() == true) und pContent
* ungleich null ist, wird das aktuelle Objekt durch pContent ersetzt. Sonst
* geschieht nichts.
*
* @param pContent
* das zu schreibende Objekt vom Typ ContentType
*/
public void setContent(ContentType pContent) {
// Nichts tun, wenn es keinen Inhalt oder kein aktuelles Element gibt.
if (pContent != null && this.hasAccess()) {
current.setContentObject(pContent);
}
}
/**
* Falls es ein aktuelles Objekt gibt (hasAccess() == true), wird ein neues
* Objekt vor dem aktuellen Objekt in die Liste eingefuegt. Das aktuelle
* Objekt bleibt unveraendert. <br />
* Wenn die Liste leer ist, wird pContent in die Liste eingefuegt und es
* gibt weiterhin kein aktuelles Objekt (hasAccess() == false). <br />
* Falls es kein aktuelles Objekt gibt (hasAccess() == false) und die Liste
* nicht leer ist oder pContent gleich null ist, geschieht nichts.
*
* @param pContent
* das einzufuegende Objekt vom Typ ContentType
*/
public void insert(ContentType pContent) {
if (pContent != null) { // Nichts tun, wenn es keinen Inhalt gibt.
if (this.hasAccess()) { // Fall: Es gibt ein aktuelles Element.
// Neuen Knoten erstellen.
ListNode newNode = new ListNode(pContent);
if (current != first) { // Fall: Nicht an erster Stelle einfuegen.
ListNode previous = this.getPrevious(current);
newNode.setNextNode(previous.getNextNode());
previous.setNextNode(newNode);
} else { // Fall: An erster Stelle einfuegen.
newNode.setNextNode(first);
first = newNode;
}
} else { //Fall: Es gibt kein aktuelles Element.
if (this.isEmpty()) { // Fall: In leere Liste einfuegen.
// Neuen Knoten erstellen.
ListNode newNode = new ListNode(pContent);
first = newNode;
last = newNode;
}
}
}
}
/**
* Falls pContent gleich null ist, geschieht nichts.<br />
* Ansonsten wird ein neues Objekt pContent am Ende der Liste eingefuegt.
* Das aktuelle Objekt bleibt unveraendert. <br />
* Wenn die Liste leer ist, wird das Objekt pContent in die Liste eingefuegt
* und es gibt weiterhin kein aktuelles Objekt (hasAccess() == false).
*
* @param pContent
* das anzuhaengende Objekt vom Typ ContentType
*/
public void append(ContentType pContent) {
if (pContent != null) { // Nichts tun, wenn es keine Inhalt gibt.
if (this.isEmpty()) { // Fall: An leere Liste anfuegen.
this.insert(pContent);
} else { // Fall: An nicht-leere Liste anfuegen.
// Neuen Knoten erstellen.
ListNode newNode = new ListNode(pContent);
last.setNextNode(newNode);
last = newNode; // Letzten Knoten aktualisieren.
}
}
}
/**
* Falls es sich bei der Liste und pList um dasselbe Objekt handelt,
* pList null oder eine leere Liste ist, geschieht nichts.<br />
* Ansonsten wird die Liste pList an die aktuelle Liste angehaengt.
* Anschliessend wird pList eine leere Liste. Das aktuelle Objekt bleibt
* unveraendert. Insbesondere bleibt hasAccess identisch.
*
* @param pList
* die am Ende anzuhaengende Liste vom Typ List<ContentType>
*/
public void concat(List<ContentType> pList) {
if (pList != this && pList != null && !pList.isEmpty()) { // Nichts tun,
// wenn pList und this identisch, pList leer oder nicht existent.
if (this.isEmpty()) { // Fall: An leere Liste anfuegen.
this.first = pList.first;
this.last = pList.last;
} else { // Fall: An nicht-leere Liste anfuegen.
this.last.setNextNode(pList.first);
this.last = pList.last;
}
// Liste pList loeschen.
pList.first = null;
pList.last = null;
pList.current = null;
}
}
/**
* Wenn die Liste leer ist oder es kein aktuelles Objekt gibt (hasAccess()
* == false), geschieht nichts.<br />
* Falls es ein aktuelles Objekt gibt (hasAccess() == true), wird das
* aktuelle Objekt geloescht und das Objekt hinter dem geloeschten Objekt
* wird zum aktuellen Objekt. <br />
* Wird das Objekt, das am Ende der Liste steht, geloescht, gibt es kein
* aktuelles Objekt mehr.
*/
public void remove() {
// Nichts tun, wenn es kein aktuelle Element gibt oder die Liste leer ist.
if (this.hasAccess() && !this.isEmpty()) {
if (current == first) {
first = first.getNextNode();
} else {
ListNode previous = this.getPrevious(current);
if (current == last) {
last = previous;
}
previous.setNextNode(current.getNextNode());
}
ListNode temp = current.getNextNode();
current.setContentObject(null);
current.setNextNode(null);
current = temp;
//Beim loeschen des letzten Elements last auf null setzen.
if (this.isEmpty()) {
last = null;
}
}
}
/**
* Liefert den Vorgaengerknoten des Knotens pNode. Ist die Liste leer, pNode
* == null, pNode nicht in der Liste oder pNode der erste Knoten der Liste,
* wird null zurueckgegeben.
*
* @param pNode
* der Knoten, dessen Vorgaenger zurueckgegeben werden soll
* @return der Vorgaenger des Knotens pNode oder null, falls die Liste leer ist,
* pNode == null ist, pNode nicht in der Liste ist oder pNode der erste Knoten
* der Liste ist
*/
private ListNode getPrevious(ListNode pNode) {
if (pNode != null && pNode != first && !this.isEmpty()) {
ListNode temp = first;
while (temp != null && temp.getNextNode() != pNode) {
temp = temp.getNextNode();
}
return temp;
} else {
return null;
}
}
}

52
package.bluej Normal file
View File

@ -0,0 +1,52 @@
#BlueJ package file
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