Java如何实现N叉树数据结构

Java实现N叉树数据结构

package MaximumDepthNAryTreeNew;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
 
// class representing node of n-ary tree
class Node {
	int val;
	ArrayList<Node> children;
 
	public Node(int val) {
		this.val = val;
		this.children = new ArrayList<>();
	}
}
 
class NumberOfSiblingsOfAGivenNodeInNAryTree {
 
	public static int maxDepth(Node root) {
		if (root == null)
			return 0;
		int max = 0;
		for (Node n : root.children) {
			max = Math.max(max, maxDepth(n));
		}
		return max + 1;
	}
 
	private static int siblings(Node root, int target) {
		// if the given node is equals to the root or root is null, return 0
		if (root == null || root.val == target) {
			return 0;
		}
		// create a queue of nodes
		Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
		// push the root to queue
		queue.add(root);
		// do a BFS of the tree
		while (!queue.isEmpty()) {
			// remove one element from the queue
			Node curr = queue.poll();
			// traverse its children
			for (int i = 0; i < curr.children.size(); i++) {
				// current child
				Node currChild = curr.children.get(i);
				// if current child is the target, return (parent's children count - 1)
				if (currChild.val == target) {
					return (curr.children.size() - 1);
				}
				// add the child to the queue
				queue.add(currChild);
			}
		}
		// if there is no match, return -1
		return -1;
	}
 
	public static void main(String[] args) {
		// Example n-ary tree
		Node root = new Node(51);
		// children of 51
		root.children.add(new Node(10));
		root.children.add(new Node(41));
		root.children.add(new Node(6));
		root.children.add(new Node(32));
		// children of 10
		root.children.get(0).children.add(new Node(53));
		// children of 41
		root.children.get(1).children.add(new Node(95));
		// children of 6
		root.children.get(2).children.add(new Node(28));
		// children of 32
		root.children.get(3).children.add(new Node(9));
		root.children.get(3).children.add(new Node(11));
		// children of 53
		root.children.get(0).children.get(0).children.add(new Node(5));
		root.children.get(0).children.get(0).children.add(new Node(7));
		// children of 11
		root.children.get(3).children.get(1).children.add(new Node(3));
		root.children.get(3).children.get(1).children.add(new Node(8));
		System.out.println(siblings(root, 10));
		System.out.println(siblings(root, 11));
		System.out.println(maxDepth(root));
	}
}

N叉树的结点定义

N叉树

public class TreeNode{
  public int data;
  public TreeNode firstChild;
  public TreeNode secondChild;
  public TreeNode thirdChild;
  ...
  ...
}

由于并不是在所有的情况下都需要使用所有的指针，所以将导致大量的内存浪费，此外，另外一个问题是事先不知道节点个数

N叉树的表示

因为需要遍历树中的所有节点，所以一种可能的解决方法是：

1.同一个双亲节点（兄弟）孩子节点从左至右排列

2.双亲节点只能指向第一个孩子节点，删除从双亲节点到其他孩子节点的指针链接，

上述的具体含义是，如果孩子节点之间有一条链路相连，那么双亲节点就不需要额外的指针指向所有的孩子节点。这是因为从双亲节点的第一个孩子节点开始就能够遍历所有节点，因此，只要双亲节点用一个指针指向其第一个孩子节点，且同一个双亲节点的所有孩子之间都有链路，就可以解决上述问题

代码定义表示

public class TreeNode{
  public int data;
  public TreeNode firstChild;
  public TreeNode nextSibling;
  
  public int getData(){
    return data;
  }
  
  public void setData(int data){
    this.data = data;
  }

  public BinaryTreeNode getFirstChild(){
    return firstChild;
  }

  public void setFirstChild(BinaryTreeNode firstChild){
    this.firstChild = firstChild;
  }

  public BinaryTreeNode getNextSibling(){
    return nextSibling;
  }

  public void setNextSibling(BinaryTreeNode nextSib ling){
    this.nextSibling = nextSibling;
  }


}

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持。