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

在这里:

public class Tree<T> {
    private Node<T> root;

    public Tree(T rootData) {
        root = new Node<T>();
        root.data = rootData;
        root.children = new ArrayList<Node<T>>();
    }

    public static class Node<T> {
        private T data;
        private Node<T> parent;
        private List<Node<T>> children;
    }
}

这是一个基本的树结构,可用于String或任何其他对象。实现简单的树来满足您的需要是相当容易的。

您需要添加的只是用于添加、删除、遍历和构造函数的方法。节点是树的基本构建块。

其他回答

您可以使用Apache JMeter中包含的HashTree类,它是Jakarta项目的一部分。

HashTree类包含在包org.apache.jorphan.collections中。虽然这个包没有在JMeter项目之外发布,但你可以很容易地获得它:

1)下载JMeter源代码。

2)创建一个新包。

3)复制到/src/jorphan/org/apache/jorphan/collections/。除了Data.java之外的所有文件

4)复制/src/jorphan/ org/apache/jorphan/uti/jorphanutils .java

5) HashTree可以使用了。


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;
    }
}

在这里:

public class Tree<T> {
    private Node<T> root;

    public Tree(T rootData) {
        root = new Node<T>();
        root.data = rootData;
        root.children = new ArrayList<Node<T>>();
    }

    public static class Node<T> {
        private T data;
        private Node<T> parent;
        private List<Node<T>> children;
    }
}

这是一个基本的树结构,可用于String或任何其他对象。实现简单的树来满足您的需要是相当容易的。

您需要添加的只是用于添加、删除、遍历和构造函数的方法。节点是树的基本构建块。

如果您正在编写白板代码、进行面试,或者只是计划使用树,那么这些内容就有点冗长了。

应该进一步说,树不像Pair那样存在的原因是,你应该将你的数据封装在使用它的类中,最简单的实现是这样的:

/***
/* Within the class that's using a binary tree for any reason. You could 
/* generalize with generics IFF the parent class needs different value types.
 */
private class Node {
  public String value;
  public Node[] nodes; // Or an Iterable<Node> nodes;
}

这就是任意宽度的树。

如果你想要一个二叉树,它通常更容易使用命名字段:

private class Node { // Using package visibility is an option
  String value;
  Node left;
  Node right;
}

或者如果你想要一个trie

private class Node {
  String value;
  Map<char, Node> nodes;
}

现在你说你想要

给定一个表示给定节点的输入字符串,能够获得所有的子节点(某种类型的列表或字符串数组)

听起来像是你的家庭作业。 但既然我有理由相信任何最后期限都已经过去了……

import java.util.Arrays;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class kidsOfMatchTheseDays {
 static private class Node {
   String value;
   Node[] nodes;
 }

 // Pre-order; you didn't specify.
 static public List<String> list(Node node, String find) {
   return list(node, find, new ArrayList<String>(), false);
 }

 static private ArrayList<String> list(
     Node node,
     String find,
     ArrayList<String> list,
     boolean add) {
   if (node == null) {
     return list;
   }
   if (node.value.equals(find)) {
     add = true;
   }
   if (add) {
     list.add(node.value);
   }
   if (node.nodes != null) {
     for (Node child: node.nodes) {
       list(child, find, list, add);
     }
   }
   return list;
 }

 public static final void main(String... args) {
   // Usually never have to do setup like this, so excuse the style
   // And it could be cleaner by adding a constructor like:
   //     Node(String val, Node... children) {
   //         value = val;
   //         nodes = children;
   //     }
   Node tree = new Node();
   tree.value = "root";
   Node[] n = {new Node(), new Node()};
   tree.nodes = n;
   tree.nodes[0].value = "leftish";
   tree.nodes[1].value = "rightish-leafy";
   Node[] nn = {new Node()};
   tree.nodes[0].nodes = nn;
   tree.nodes[0].nodes[0].value = "off-leftish-leaf";
   // Enough setup
   System.out.println(Arrays.toString(list(tree, args[0]).toArray()));
 }
}

这让你使用:

$ java kidsOfMatchTheseDays leftish
[leftish, off-leftish-leaf]
$ java kidsOfMatchTheseDays root
[root, leftish, off-leftish-leaf, rightish-leafy]
$ java kidsOfMatchTheseDays rightish-leafy
[rightish-leafy]
$ java kidsOfMatchTheseDays a
[]

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);
        }
    }
}