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/**
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* File: binary_search_tree.js
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* Created Time: 2022-12-04
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* Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com)
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*/
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const { TreeNode } = require('../modules/TreeNode');
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const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');
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/* 二分探索木 */
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class BinarySearchTree {
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/* コンストラクタ */
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constructor() {
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// 空の木を初期化する
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this.root = null;
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}
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/* 二分木の根ノードを取得 */
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getRoot() {
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return this.root;
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}
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/* ノードを探索 */
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search(num) {
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let cur = this.root;
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// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
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while (cur !== null) {
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// 目標ノードは cur の右部分木にある
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if (cur.val < num) cur = cur.right;
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// 目標ノードは cur の左部分木にある
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else if (cur.val > num) cur = cur.left;
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// 目標ノードが見つかったらループを抜ける
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else break;
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}
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// 目標ノードを返す
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return cur;
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}
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/* ノードを挿入 */
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insert(num) {
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// 木が空なら、根ノードを初期化する
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if (this.root === null) {
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this.root = new TreeNode(num);
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return;
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}
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let cur = this.root,
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pre = null;
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// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
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while (cur !== null) {
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// 重複ノードが見つかったら、直ちに返す
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if (cur.val === num) return;
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pre = cur;
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// 挿入位置は cur の右部分木にある
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if (cur.val < num) cur = cur.right;
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// 挿入位置は cur の左部分木にある
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else cur = cur.left;
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}
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// ノードを挿入
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const node = new TreeNode(num);
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if (pre.val < num) pre.right = node;
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else pre.left = node;
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}
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/* ノードを削除 */
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remove(num) {
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// 木が空なら、そのまま早期リターンする
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if (this.root === null) return;
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let cur = this.root,
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pre = null;
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// ループで探索し、葉ノードを越えたら抜ける
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while (cur !== null) {
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// 削除対象のノードが見つかったら、ループを抜ける
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if (cur.val === num) break;
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pre = cur;
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// 削除対象ノードは cur の右部分木にある
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if (cur.val < num) cur = cur.right;
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// 削除対象ノードは cur の左部分木にある
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else cur = cur.left;
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}
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// 削除対象ノードがなければそのまま返す
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if (cur === null) return;
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// 子ノード数 = 0 or 1
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if (cur.left === null || cur.right === null) {
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// 子ノード数が 0 / 1 のとき、child = null / その子ノード
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const child = cur.left !== null ? cur.left : cur.right;
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// ノード cur を削除する
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if (cur !== this.root) {
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if (pre.left === cur) pre.left = child;
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else pre.right = child;
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} else {
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// 削除ノードが根ノードなら、根ノードを再設定
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this.root = child;
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}
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}
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// 子ノード数 = 2
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else {
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// 中順走査における cur の次ノードを取得
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let tmp = cur.right;
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while (tmp.left !== null) {
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tmp = tmp.left;
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}
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// ノード tmp を再帰的に削除
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this.remove(tmp.val);
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// tmp で cur を上書きする
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cur.val = tmp.val;
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}
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}
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}
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/* Driver Code */
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/* 二分探索木を初期化 */
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const bst = new BinarySearchTree();
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// 注意：挿入順序が異なると異なる二分木が生成される。このシーケンスからは完全二分木を生成できる
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const nums = [8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15];
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for (const num of nums) {
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bst.insert(num);
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}
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console.log('\n初期化した二分木は\n');
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printTree(bst.getRoot());
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/* ノードを探索 */
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const node = bst.search(7);
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console.log('\n見つかったノードオブジェクトは ' + node + '，ノード値 = ' + node.val);
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/* ノードを挿入 */
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bst.insert(16);
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console.log('\nノード 16 を挿入後，二分木は\n');
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printTree(bst.getRoot());
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/* ノードを削除 */
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bst.remove(1);
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console.log('\nノード 1 を削除後，二分木は\n');
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printTree(bst.getRoot());
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bst.remove(2);
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||
console.log('\nノード 2 を削除後，二分木は\n');
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||
printTree(bst.getRoot());
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||
bst.remove(4);
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||
console.log('\nノード 4 を削除後，二分木は\n');
|
||
printTree(bst.getRoot());
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