在Java中是否有标准的Java库类来表示树?
具体来说，我需要表示以下内容:
任意节点上的子树可以有任意数量的子树 每个节点(根节点之后)及其子节点都有字符串值 我需要得到一个给定节点的所有子(某种类型的列表或字符串数组)，它的字符串值(即。一个方法，将一个节点作为输入，并返回子节点的所有字符串值作为输出)
是否有任何可用的结构，或者我需要创建我自己的(如果是这样，实施建议将是伟大的)。
当前回答
首先应该定义什么是树(对于域)，最好先定义接口。并不是所有的树结构都是可修改的，能够添加和删除节点应该是一个可选的功能，所以我们为此做了一个额外的接口。
没有必要创建保存值的节点对象，事实上，我认为这是大多数树实现中的主要设计缺陷和开销。如果查看Swing, TreeModel没有节点类(只有DefaultTreeModel使用TreeNode)，因为实际上并不需要它们。
public interface Tree <N extends Serializable> extends Serializable {
List<N> getRoots ();
N getParent (N node);
List<N> getChildren (N node);
}
可变树结构(允许添加和删除节点):
public interface MutableTree <N extends Serializable> extends Tree<N> {
boolean add (N parent, N node);
boolean remove (N node, boolean cascade);
}
有了这些接口，使用树的代码就不必太关心树是如何实现的。这允许您使用通用实现和专用实现，在专用实现中，通过将函数委托给另一个API来实现树。
例如:文件树结构
public class FileTree implements Tree<File> {
@Override
public List<File> getRoots() {
return Arrays.stream(File.listRoots()).collect(Collectors.toList());
}
@Override
public File getParent(File node) {
return node.getParentFile();
}
@Override
public List<File> getChildren(File node) {
if (node.isDirectory()) {
File[] children = node.listFiles();
if (children != null) {
return Arrays.stream(children).collect(Collectors.toList());
}
}
return Collections.emptyList();
}
}
示例:通用树结构(基于父/子关系):
public class MappedTreeStructure<N extends Serializable> implements MutableTree<N> {
public static void main(String[] args) {
MutableTree<String> tree = new MappedTreeStructure<>();
tree.add("A", "B");
tree.add("A", "C");
tree.add("C", "D");
tree.add("E", "A");
System.out.println(tree);
}
private final Map<N, N> nodeParent = new HashMap<>();
private final LinkedHashSet<N> nodeList = new LinkedHashSet<>();
private void checkNotNull(N node, String parameterName) {
if (node == null)
throw new IllegalArgumentException(parameterName + " must not be null");
}
@Override
public boolean add(N parent, N node) {
checkNotNull(parent, "parent");
checkNotNull(node, "node");
// check for cycles
N current = parent;
do {
if (node.equals(current)) {
throw new IllegalArgumentException(" node must not be the same or an ancestor of the parent");
}
} while ((current = getParent(current)) != null);
boolean added = nodeList.add(node);
nodeList.add(parent);
nodeParent.put(node, parent);
return added;
}
@Override
public boolean remove(N node, boolean cascade) {
checkNotNull(node, "node");
if (!nodeList.contains(node)) {
return false;
}
if (cascade) {
for (N child : getChildren(node)) {
remove(child, true);
}
} else {
for (N child : getChildren(node)) {
nodeParent.remove(child);
}
}
nodeList.remove(node);
return true;
}
@Override
public List<N> getRoots() {
return getChildren(null);
}
@Override
public N getParent(N node) {
checkNotNull(node, "node");
return nodeParent.get(node);
}
@Override
public List<N> getChildren(N node) {
List<N> children = new LinkedList<>();
for (N n : nodeList) {
N parent = nodeParent.get(n);
if (node == null && parent == null) {
children.add(n);
} else if (node != null && parent != null && parent.equals(node)) {
children.add(n);
}
}
return children;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder builder = new StringBuilder();
dumpNodeStructure(builder, null, "- ");
return builder.toString();
}
private void dumpNodeStructure(StringBuilder builder, N node, String prefix) {
if (node != null) {
builder.append(prefix);
builder.append(node.toString());
builder.append('\n');
prefix = " " + prefix;
}
for (N child : getChildren(node)) {
dumpNodeStructure(builder, child, prefix);
}
}
}
其他回答
public class Tree {
private List<Tree> leaves = new LinkedList<Tree>();
private Tree parent = null;
private String data;
public Tree(String data, Tree parent) {
this.data = data;
this.parent = parent;
}
}
显然，您可以添加实用工具方法来添加/删除子元素。
import java.util.Collection;
import java.util.LinkedList;
import java.util.function.BiConsumer;
import java.util.function.Function;
/**
* @author changjin wei(魏昌进)
* @since 2021/7/15
*/
public class TreeUtils {
private TreeUtils() {
}
/**
* @param collection this is a collection of elements
* @param getId this is a getId Function
* @param getParentId this is a getParentId Function
* @param setNode this is a setNode BiConsumer
* @param <E> the type of elements in this collection
* @param <R> the type of the result of the function
*
* @return Collection
*/
public static <E, R> Collection<E> tree(Collection<E> collection, Function<E, R> getId, Function<E, R> getParentId, BiConsumer<E, Collection<E>> setNode) {
Collection<E> root = new LinkedList<>();
for (E node : collection) {
R parentId = getParentId.apply(node);
R id = getId.apply(node);
Collection<E> elements = new LinkedList<>();
boolean isParent = true;
for (E element : collection) {
if (id.equals(getParentId.apply(element))) {
elements.add(element);
}
if (isParent && getId.apply(element).equals(parentId)) {
isParent = false;
}
}
if (isParent) {
root.add(node);
}
setNode.accept(node, elements);
}
return root;
}
}
我写了一个处理通用树的小库。它比秋千轻多了。我也有一个专门的项目。
首先应该定义什么是树(对于域)，最好先定义接口。并不是所有的树结构都是可修改的，能够添加和删除节点应该是一个可选的功能，所以我们为此做了一个额外的接口。
没有必要创建保存值的节点对象，事实上，我认为这是大多数树实现中的主要设计缺陷和开销。如果查看Swing, TreeModel没有节点类(只有DefaultTreeModel使用TreeNode)，因为实际上并不需要它们。
public interface Tree <N extends Serializable> extends Serializable {
List<N> getRoots ();
N getParent (N node);
List<N> getChildren (N node);
}
可变树结构(允许添加和删除节点):
public interface MutableTree <N extends Serializable> extends Tree<N> {
boolean add (N parent, N node);
boolean remove (N node, boolean cascade);
}
有了这些接口，使用树的代码就不必太关心树是如何实现的。这允许您使用通用实现和专用实现，在专用实现中，通过将函数委托给另一个API来实现树。
例如:文件树结构
public class FileTree implements Tree<File> {
@Override
public List<File> getRoots() {
return Arrays.stream(File.listRoots()).collect(Collectors.toList());
}
@Override
public File getParent(File node) {
return node.getParentFile();
}
@Override
public List<File> getChildren(File node) {
if (node.isDirectory()) {
File[] children = node.listFiles();
if (children != null) {
return Arrays.stream(children).collect(Collectors.toList());
}
}
return Collections.emptyList();
}
}
示例:通用树结构(基于父/子关系):
public class MappedTreeStructure<N extends Serializable> implements MutableTree<N> {
public static void main(String[] args) {
MutableTree<String> tree = new MappedTreeStructure<>();
tree.add("A", "B");
tree.add("A", "C");
tree.add("C", "D");
tree.add("E", "A");
System.out.println(tree);
}
private final Map<N, N> nodeParent = new HashMap<>();
private final LinkedHashSet<N> nodeList = new LinkedHashSet<>();
private void checkNotNull(N node, String parameterName) {
if (node == null)
throw new IllegalArgumentException(parameterName + " must not be null");
}
@Override
public boolean add(N parent, N node) {
checkNotNull(parent, "parent");
checkNotNull(node, "node");
// check for cycles
N current = parent;
do {
if (node.equals(current)) {
throw new IllegalArgumentException(" node must not be the same or an ancestor of the parent");
}
} while ((current = getParent(current)) != null);
boolean added = nodeList.add(node);
nodeList.add(parent);
nodeParent.put(node, parent);
return added;
}
@Override
public boolean remove(N node, boolean cascade) {
checkNotNull(node, "node");
if (!nodeList.contains(node)) {
return false;
}
if (cascade) {
for (N child : getChildren(node)) {
remove(child, true);
}
} else {
for (N child : getChildren(node)) {
nodeParent.remove(child);
}
}
nodeList.remove(node);
return true;
}
@Override
public List<N> getRoots() {
return getChildren(null);
}
@Override
public N getParent(N node) {
checkNotNull(node, "node");
return nodeParent.get(node);
}
@Override
public List<N> getChildren(N node) {
List<N> children = new LinkedList<>();
for (N n : nodeList) {
N parent = nodeParent.get(n);
if (node == null && parent == null) {
children.add(n);
} else if (node != null && parent != null && parent.equals(node)) {
children.add(n);
}
}
return children;
}
@Override
public String toString() {
StringBuilder builder = new StringBuilder();
dumpNodeStructure(builder, null, "- ");
return builder.toString();
}
private void dumpNodeStructure(StringBuilder builder, N node, String prefix) {
if (node != null) {
builder.append(prefix);
builder.append(node.toString());
builder.append('\n');
prefix = " " + prefix;
}
for (N child : getChildren(node)) {
dumpNodeStructure(builder, child, prefix);
}
}
}
在过去，我只是为此使用了一个嵌套映射。这是我今天用的，它很简单，但它符合我的需要。也许这能帮到另一个人。
import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonValue;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;
/**
* Created by kic on 16.07.15.
*/
public class NestedMap<K, V> {
private final Map root = new HashMap<>();
public NestedMap<K, V> put(K key) {
Object nested = root.get(key);
if (nested == null || !(nested instanceof NestedMap)) root.put(key, nested = new NestedMap<>());
return (NestedMap<K, V>) nested;
}
public Map.Entry<K,V > put(K key, V value) {
root.put(key, value);
return (Map.Entry<K, V>) root.entrySet().stream().filter(e -> ((Map.Entry) e).getKey().equals(key)).findFirst().get();
}
public NestedMap<K, V> get(K key) {
return (NestedMap<K, V>) root.get(key);
}
public V getValue(K key) {
return (V) root.get(key);
}
@JsonValue
public Map getRoot() {
return root;
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
NestedMap<String, Integer> test = new NestedMap<>();
test.put("a").put("b").put("c", 12);
Map.Entry<String, Integer> foo = test.put("a").put("b").put("d", 12);
test.put("b", 14);
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
System.out.println(mapper.writeValueAsString(test));
foo.setValue(99);
System.out.println(mapper.writeValueAsString(test));
System.out.println(test.get("a").get("b").getValue("d"));
}
}
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