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Co-authored-by: krahets <krahets@163.com>

ja/codes/java/chapter_tree/array_binary_tree.java

@@ -0,0 +1,136 @@
+/**
+ * File: array_binary_tree.java
+ * Created Time: 2023-07-19
+ * Author: krahets (krahets@163.com)
+ */
+
+package chapter_tree;
+
+import utils.*;
+import java.util.*;
+
+/* 配列ベースの二分木クラス */
+class ArrayBinaryTree {
+    private List<Integer> tree;
+
+    /* コンストラクタ */
+    public ArrayBinaryTree(List<Integer> arr) {
+        tree = new ArrayList<>(arr);
+    }
+
+    /* リストの容量 */
+    public int size() {
+        return tree.size();
+    }
+
+    /* インデックス i のノードの値を取得 */
+    public Integer val(int i) {
+        // インデックスが範囲外の場合、null を返す（空の位置を表す）
+        if (i < 0 || i >= size())
+            return null;
+        return tree.get(i);
+    }
+
+    /* インデックス i のノードの左の子のインデックスを取得 */
+    public Integer left(int i) {
+        return 2 * i + 1;
+    }
+
+    /* インデックス i のノードの右の子のインデックスを取得 */
+    public Integer right(int i) {
+        return 2 * i + 2;
+    }
+
+    /* インデックス i のノードの親のインデックスを取得 */
+    public Integer parent(int i) {
+        return (i - 1) / 2;
+    }
+
+    /* レベル順走査 */
+    public List<Integer> levelOrder() {
+        List<Integer> res = new ArrayList<>();
+        // 配列を走査
+        for (int i = 0; i < size(); i++) {
+            if (val(i) != null)
+                res.add(val(i));
+        }
+        return res;
+    }
+
+    /* 深さ優先走査 */
+    private void dfs(Integer i, String order, List<Integer> res) {
+        // 空の位置の場合、戻る
+        if (val(i) == null)
+            return;
+        // 前順走査
+        if ("pre".equals(order))
+            res.add(val(i));
+        dfs(left(i), order, res);
+        // 中順走査
+        if ("in".equals(order))
+            res.add(val(i));
+        dfs(right(i), order, res);
+        // 後順走査
+        if ("post".equals(order))
+            res.add(val(i));
+    }
+
+    /* 前順走査 */
+    public List<Integer> preOrder() {
+        List<Integer> res = new ArrayList<>();
+        dfs(0, "pre", res);
+        return res;
+    }
+
+    /* 中順走査 */
+    public List<Integer> inOrder() {
+        List<Integer> res = new ArrayList<>();
+        dfs(0, "in", res);
+        return res;
+    }
+
+    /* 後順走査 */
+    public List<Integer> postOrder() {
+        List<Integer> res = new ArrayList<>();
+        dfs(0, "post", res);
+        return res;
+    }
+}
+
+public class array_binary_tree {
+    public static void main(String[] args) {
+        // 二分木を初期化
+        // 特定の関数を使用して配列を二分木に変換
+        List<Integer> arr = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, null, 6, 7, 8, 9, null, null, 12, null, null, 15);
+
+        TreeNode root = TreeNode.listToTree(arr);
+        System.out.println("\n二分木を初期化\n");
+        System.out.println("二分木の配列表現:");
+        System.out.println(arr);
+        System.out.println("二分木の連結リスト表現:");
+        PrintUtil.printTree(root);
+
+        // 配列ベースの二分木クラス
+        ArrayBinaryTree abt = new ArrayBinaryTree(arr);
+
+        // ノードにアクセス
+        int i = 1;
+        Integer l = abt.left(i);
+        Integer r = abt.right(i);
+        Integer p = abt.parent(i);
+        System.out.println("\n現在のノードのインデックスは " + i + "、値 = " + abt.val(i));
+        System.out.println("その左の子のインデックスは " + l + "、値 = " + (l == null ? "null" : abt.val(l)));
+        System.out.println("その右の子のインデックスは " + r + "、値 = " + (r == null ? "null" : abt.val(r)));
+        System.out.println("その親のインデックスは " + p + "、値 = " + (p == null ? "null" : abt.val(p)));
+
+        // 木を走査
+        List<Integer> res = abt.levelOrder();
+        System.out.println("\nレベル順走査は:" + res);
+        res = abt.preOrder();
+        System.out.println("前順走査は:" + res);
+        res = abt.inOrder();
+        System.out.println("中順走査は:" + res);
+        res = abt.postOrder();
+        System.out.println("後順走査は:" + res);
+    }
+}