显示二叉树--第六届蓝桥杯国赛题三

最新推荐文章于 2024-04-30 13:01:01 发布

PI_PIBOY

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分类专栏：蓝桥杯

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本文介绍了一个Java程序，该程序能够创建并显示一个排序二叉树的结构。通过递归算法，程序能够准确地计算出树的高度和宽度，并且能够以可视化的方式展示出来。示例代码展示了如何构建一棵具体的排序二叉树，并给出了预期的输出结果。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

题目：

标题：显示二叉树

排序二叉树的特征是：
某个节点的左子树的所有节点值都不大于本节点值。
某个节点的右子树的所有节点值都不小于本节点值。

为了能形象地观察二叉树的建立过程，小明写了一段程序来显示出二叉树的结构来。

class BiTree
{
    private int v;
    private BiTree l;
    private BiTree r;
    
    public BiTree(int v){
        this.v = v;
    }
    
    public void add(BiTree the){
        if(the.v < v){
            if(l==null) l = the;
            else l.add(the);
        }
        else{
            if(r==null) r = the;
            else r.add(the);
        }
    }
    
    public int getHeight(){
        int h = 2;
        int hl = l==null? 0 : l.getHeight();
        int hr = r==null? 0 : r.getHeight();
        return h + Math.max(hl,hr);
    }
    
    public int getWidth(){
        int w = (""+v).length();
        if(l!=null) w += l.getWidth();
        if(r!=null) w += r.getWidth();
        return w;
    }
    
    public void show(){
        char[][] buf = new char[getHeight()][getWidth()];
        printInBuf(buf, 0, 0);
        showBuf(buf);
    }
    
    private void showBuf(char[][] x){
        for(int i=0; i<x.length; i++){
            for(int j=0; j<x[i].length; j++)
                System.out.print(x[i][j]==0? ' ':x[i][j]);
            System.out.println();
        }
    }
    
    private void printInBuf(char[][] buf, int x, int y){
        String sv = "" + v;
        
        int p1 = l==null? x : l.getRootPos(x);
        int p2 = getRootPos(x);
        int p3 = r==null? p2 : r.getRootPos(p2+sv.length());
        
        buf[y][p2] = '|';
        for(int i=p1; i<=p3; i++) buf[y+1][i]='-';
        for(int i=0; i<sv.length(); i++) ________________________________;  //填空位置
        if(p1<p2) buf[y+1][p1] = '/';
        if(p3>p2) buf[y+1][p3] = '\\';
        
        if(l!=null) l.printInBuf(buf,x,y+2);
        if(r!=null) r.printInBuf(buf,p2+sv.length(),y+2);
    }
    
    private int getRootPos(int x){
        return l==null? x : x + l.getWidth();
    }
}

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {        
        BiTree tree = new BiTree(500);
        tree.add(new BiTree(200));
        tree.add(new BiTree(509));
        tree.add(new BiTree(100));
        tree.add(new BiTree(250));
        tree.add(new BiTree(507));
        tree.add(new BiTree(600));
        tree.add(new BiTree(650));
        tree.add(new BiTree(450));
        tree.add(new BiTree(510));
        tree.add(new BiTree(440));
        tree.add(new BiTree(220));        
        tree.show();        
    }
}

对于上边的测试数据，应该显示出：
|
/--------------500---\
| |
/--200---\ /--509---\
| | | |
100 /--250---\ 507 /--600\
| | | |
220 /--450 510 650
|
440

（如有对齐问题，请参考【图1.png】）

请分析程序逻辑，填写划线部分缺失的代码。

答案：

class BiTree
{
    private int v;
    private BiTree l;//记录左子树
    private BiTree r;//记录右子树
    
    public BiTree(int v){
        this.v = v;
    }
    
    public void add(BiTree the){
        if(the.v < v){//与根节点比较
            if(l==null) l = the;//左子树如果为空则直接加为左子树，不为空则往下判断
            else l.add(the);
        }
        else{
            if(r==null) r = the;//同上
            else r.add(the);
        }
    }
    
    public int getHeight(){//得到两倍的高度，因为还要打印'|'
        int h = 2;
        int hl = l==null? 0 : l.getHeight();
        int hr = r==null? 0 : r.getHeight();
        return h + Math.max(hl,hr);
    }
    
    public int getWidth(){//得到宽度，打印'-'
        int w = (""+v).length();
        if(l!=null) w += l.getWidth();
        if(r!=null) w += r.getWidth();
        return w;
    }
    
    public void show(){
        char[][] buf = new char[getHeight()][getWidth()];
        printInBuf(buf, 0, 0);
        showBuf(buf);
    }
    
    private void showBuf(char[][] x){
        for(int i=0; i<x.length; i++){
            for(int j=0; j<x[i].length; j++)
                System.out.print(x[i][j]==0? ' ':x[i][j]);
            System.out.println();
        }
    }
    
    private void printInBuf(char[][] buf, int x, int y){
        String sv = "" + v;
        
        int p1 = l==null? x : l.getRootPos(x);
        int p2 = getRootPos(x);//得到节点的打印的起始位置
        int p3 = r==null? p2 : r.getRootPos(p2+sv.length());
        
        buf[y][p2] = '|';
        for(int i=p1; i<=p3; i++) buf[y+1][i]='-';
        for(int i=0; i<sv.length(); i++) buf[y+1][p2+i]=sv.charAt(i);  //填空位置
        if(p1<p2) buf[y+1][p1] = '/';
        if(p3>p2) buf[y+1][p3] = '\\';
        
        if(l!=null) l.printInBuf(buf,x,y+2);
        if(r!=null) r.printInBuf(buf,p2+sv.length(),y+2);
    }
    
    private int getRootPos(int x){
        return l==null? x : x + l.getWidth();
    }
}

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {        
        BiTree tree = new BiTree(500);
        tree.add(new BiTree(200));
        tree.add(new BiTree(509));
        tree.add(new BiTree(100));
        tree.add(new BiTree(250));
        tree.add(new BiTree(507));
        tree.add(new BiTree(600));
        tree.add(new BiTree(650));
        tree.add(new BiTree(450));
        tree.add(new BiTree(510));
        tree.add(new BiTree(440));
        tree.add(new BiTree(220));        
        tree.show();        
    }
}