二叉樹的順序存儲

二叉樹的性質 百度百科有詳細說明，這裏就不羅嗦了。

二叉樹的順序存儲主要利用數組來實現，在實際存儲中可能存在一定的浪費。當全部只有右子樹的時候，浪費最爲嚴重。

package my.bintree;

public class ArrayBinTree<T> {
	private Object[] datas;
	private int DEFAULT_DEEP = 8;

	// 保存樹的深度，默認爲8
	private int deep;
	private int arraySize;

	public void init() {
		this.arraySize = (int) (Math.pow(2, deep) - 1);
		this.datas = new Object[this.arraySize];
	}

	// 默認的深度
	public ArrayBinTree() {
		this.deep = this.DEFAULT_DEEP;
		this.init();
	}

	// 指定深度
	public ArrayBinTree(int deep) {
		this.deep = deep;
		this.init();
	}

	// 指定深度和根節點
	public ArrayBinTree(int deep, T data) {
		this.deep = deep;
		this.init();
		this.datas[0] = data;
	}

	/**
	 * 爲指定節點添加子節點
	 * @param index 添加子節點的父節點的索引，由於數組從的索引從0開始，索引在計算上有點差別
	 * @param data 節點數據
	 * @param left 是否爲左節點
	 */
	public void add(int index, T data, boolean left) {
		if (this.datas[index] == null) {
			throw new RuntimeException(index + "節點爲空");
		}

		if (2 * index + 1 >= this.arraySize) {
			throw new RuntimeException("樹底層已滿");
		}

		if (left) {
			this.datas[2 * index + 1] = data;
		} else {
			this.datas[2 * index + 2] = data;
		}
	}
	
	public boolean empty(){
		return this.datas[0] == null;
	}
	
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public T getRoot(){
		if(this.empty()){
			return (T)this.datas[0];
		}
		return null;
	}
	
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public T getParent(int index){
		if(index >=0 && index < this.arraySize){
			return (T)this.datas[index/2 -1];
		}
		return null;
	}
	
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public T getLeft(int index){
		if(2*index + 1 >= this.arraySize){
			throw new RuntimeException("該節點爲葉子節點，無子節點");
		}
		
		return (T)this.datas[2*index+1];
	}
	
	@SuppressWarnings("unchecked")
	public T getRight(int index){
		if(2*index + 2 >= this.arraySize){
			throw new RuntimeException("該節點爲葉子節點，無子節點");
		}
		
		return (T)this.datas[2*index+2];
	}
	
	public int deep(){
		return this.deep;
	}
	
	//獲取指定節點的位置
	public int position(T data){
		for(int i=0;i<this.arraySize;i++){
			if(this.datas[i].equals(data)){
				return i;
			}
		}
		
		return -1;
	}
	
	@Override
	public String toString(){
		return java.util.Arrays.toString(this.datas);
	}
}

最後使用一個測試Client來測試下基本功能是否已經實現：

package my.bintree;

public class ArrayBinTreeClient {
	public static void main(String[] args) {
		ArrayBinTree<String> tree = new ArrayBinTree<String>(4, "root");
		tree.add(0, "0_left", true);
		tree.add(0, "0_right", false);
		
		tree.add(1, "1_left", true);
		tree.add(1, "1_right", false);
		
		tree.add(2, "2_left", true);
		tree.add(2, "2_right", false);
		System.out.println(tree);
	}
}

控制檯輸出：

[root, 0_left, 0_right, 1_left, 1_right, 2_left, 2_right, null, null, null, null, null, null, null, null]