feat: add ruby codes - chapter tree (#1288)

codes/ruby/chapter_tree/binary_search_tree.rb

@@ -0,0 +1,161 @@
+=begin
+File: binary_search_tree.rb
+Created Time: 2024-04-18
+Author: Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com)
+=end
+
+require_relative '../utils/tree_node'
+require_relative '../utils/print_util'
+
+### 二叉搜索树 ###
+class BinarySearchTree
+  ### 构造方法 ###
+  def initialize
+    # 初始化空树
+    @root = nil
+  end
+
+  ### 获取二叉树根节点 ###
+  def get_root
+    @root
+  end
+
+  ### 查找节点 ###
+  def search(num)
+    cur = @root
+
+    # 循环查找，越过叶节点后跳出
+    while !cur.nil?
+      # 目标节点在 cur 的右子树中
+      if cur.val < num
+        cur = cur.right
+      # 目标节点在 cur 的左子树中
+      elsif cur.val > num
+        cur = cur.left
+      # 找到目标节点，跳出循环
+      else
+        break
+      end
+    end
+
+    cur
+  end
+
+  ### 插入节点 ###
+  def insert(num)
+    # 若树为空，则初始化根节点
+    if @root.nil?
+      @root = TreeNode.new(num)
+      return
+    end
+
+    # 循环查找，越过叶节点后跳出
+    cur, pre = @root, nil
+    while !cur.nil?
+      # 找到重复节点，直接返回
+      return if cur.val == num
+
+      pre = cur
+      # 插入位置在 cur 的右子树中
+      if cur.val < num
+        cur = cur.right
+      # 插入位置在 cur 的左子树中
+      else
+        cur = cur.left
+      end
+    end
+
+    # 插入节点
+    node = TreeNode.new(num)
+    if pre.val < num
+      pre.right = node
+    else
+      pre.left = node
+    end
+  end
+
+  ### 删除节点 ###
+  def remove(num)
+    # 若树为空，直接提前返回
+    return if @root.nil?
+
+    # 循环查找，越过叶节点后跳出
+    cur, pre = @root, nil
+    while !cur.nil?
+      # 找到待删除节点，跳出循环
+      break if cur.val == num
+
+      pre = cur
+      # 待删除节点在 cur 的右子树中
+      if cur.val < num
+        cur = cur.right
+      # 待删除节点在 cur 的左子树中
+      else
+        cur = cur.left
+      end
+    end
+    # 若无待删除节点，则直接返回
+    return if cur.nil?
+
+    # 子节点数量 = 0 or 1
+    if cur.left.nil? || cur.right.nil?
+      # 当子节点数量 = 0 / 1 时， child = null / 该子节点
+      child = cur.left || cur.right
+      # 删除节点 cur
+      if cur != @root
+        if pre.left == cur
+          pre.left = child
+        else
+          pre.right = child
+        end
+      else
+        # 若删除节点为根节点，则重新指定根节点
+        @root = child
+      end
+    # 子节点数量 = 2
+    else
+      # 获取中序遍历中 cur 的下一个节点
+      tmp = cur.right
+      while !tmp.left.nil?
+        tmp = tmp.left
+      end
+      # 递归删除节点 tmp
+      remove(tmp.val)
+      # 用 tmp 覆盖 cur
+      cur.val = tmp.val
+    end
+  end
+end
+
+### Driver Code ###
+if __FILE__ == $0
+  # 初始化二叉搜索树
+  bst = BinarySearchTree.new
+  nums = [8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15]
+  # 请注意，不同的插入顺序会生成不同的二叉树，该序列可以生成一个完美二叉树
+  nums.each { |num| bst.insert(num) }
+  puts "\n初始化的二叉树为\n"
+  print_tree(bst.get_root)
+
+  # 查找节点
+  node = bst.search(7)
+  puts "\n查找到的节点对象为: #{node}，节点值 = #{node.val}"
+
+  # 插入节点
+  bst.insert(16)
+  puts "\n插入节点 16 后，二叉树为\n"
+  print_tree(bst.get_root)
+
+  # 删除节点
+  bst.remove(1)
+  puts "\n删除节点 1 后，二叉树为\n"
+  print_tree(bst.get_root)
+
+  bst.remove(2)
+  puts "\n删除节点 2 后，二叉树为\n"
+  print_tree(bst.get_root)
+
+  bst.remove(4)
+  puts "\n删除节点 4 后，二叉树为\n"
+  print_tree(bst.get_root)
+end