mirror of https://github.com/TheMessik/TreeLib
Merge branch 'binarytree'
commit
1b8af2088b
11
TreeLib.iml
11
TreeLib.iml
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@ -4,8 +4,19 @@
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||||||
<exclude-output />
|
<exclude-output />
|
||||||
<content url="file://$MODULE_DIR$">
|
<content url="file://$MODULE_DIR$">
|
||||||
<sourceFolder url="file://$MODULE_DIR$/src" isTestSource="false" />
|
<sourceFolder url="file://$MODULE_DIR$/src" isTestSource="false" />
|
||||||
|
<sourceFolder url="file://$MODULE_DIR$/tests" isTestSource="true" />
|
||||||
</content>
|
</content>
|
||||||
<orderEntry type="inheritedJdk" />
|
<orderEntry type="inheritedJdk" />
|
||||||
<orderEntry type="sourceFolder" forTests="false" />
|
<orderEntry type="sourceFolder" forTests="false" />
|
||||||
|
<orderEntry type="module-library" scope="TEST">
|
||||||
|
<library name="JUnit4">
|
||||||
|
<CLASSES>
|
||||||
|
<root url="jar://$MAVEN_REPOSITORY$/junit/junit/4.13.1/junit-4.13.1.jar!/" />
|
||||||
|
<root url="jar://$MAVEN_REPOSITORY$/org/hamcrest/hamcrest-core/1.3/hamcrest-core-1.3.jar!/" />
|
||||||
|
</CLASSES>
|
||||||
|
<JAVADOC />
|
||||||
|
<SOURCES />
|
||||||
|
</library>
|
||||||
|
</orderEntry>
|
||||||
</component>
|
</component>
|
||||||
</module>
|
</module>
|
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
Binary file not shown.
|
@ -0,0 +1,168 @@
|
||||||
|
package binarytree;
|
||||||
|
|
||||||
|
import graph.Node;
|
||||||
|
import graph.Tree;
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||||||
|
|
||||||
|
import java.util.ArrayDeque;
|
||||||
|
import java.util.ArrayList;
|
||||||
|
import java.util.List;
|
||||||
|
import java.util.Queue;
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* A binary tree is a tree where every node has AT MOST 2 child nodes
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||||||
|
*/
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||||||
|
public class BinaryTree<T extends Comparable<T>> extends Tree<T> {
|
||||||
|
|
||||||
|
public BinaryTree() {
|
||||||
|
this(null);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
public BinaryTree(T initialValue) {
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||||||
|
this.root = new BinaryTreeNode<>(null, initialValue); // initialize the root
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||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Adds a new node to the tree
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||||||
|
*
|
||||||
|
* @param value value of the node to be added
|
||||||
|
* @return true if the addition was successful, false otherwise
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public Node<T> addNode(T value) {
|
||||||
|
this.values.add(value);
|
||||||
|
|
||||||
|
// if root has not been initialized yet
|
||||||
|
if (this.root.getValue() == null) {
|
||||||
|
this.nodes.add(root);
|
||||||
|
|
||||||
|
this.root.setValue(value);
|
||||||
|
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// root has been initialized, so call on the root to add the value
|
||||||
|
Node<T> newNode = root.addNode(value);
|
||||||
|
|
||||||
|
this.nodes.add(newNode);
|
||||||
|
|
||||||
|
return newNode;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* removes a node from the tree, based on value
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param value the value of the node to be removed
|
||||||
|
* @return true if the node was successfully removed, false otherwise
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public boolean removeNode(T value) {
|
||||||
|
if (!this.values.contains(value)) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Node<T> node = findNode(value);
|
||||||
|
|
||||||
|
List<Node<T>> children = new ArrayList<>(node.getChildren());
|
||||||
|
|
||||||
|
// remove the node
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||||||
|
this.values.remove(value);
|
||||||
|
this.nodes.remove(node);
|
||||||
|
|
||||||
|
if(node.getParent() != null) {
|
||||||
|
node.getParent().getChildren().remove(node);
|
||||||
|
this.nodes.remove(node);
|
||||||
|
} else { // if the value had no parent, it was the root node
|
||||||
|
// set the root node to be the first node of the children list
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||||||
|
this.root = children.get(0);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
// binary tree does not put any restrictions on what order the children are in the tree
|
||||||
|
// re-introduce all children into the root
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||||||
|
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||||||
|
// it could happen that we have removed the root node and set the first child to be the new root
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||||||
|
// if so, only reintroduce the other children, omitting the first one
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||||||
|
int start = 0;
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||||||
|
if(node.getParent() == null) {
|
||||||
|
start = 1;
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||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = start; i < children.size(); i++) {
|
||||||
|
Node<T> child = children.get(i);
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||||||
|
this.root.addNode(child.getValue());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Removes the passed node
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param node node to be removed
|
||||||
|
* @return true if the removal was successful, false otherwise
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public boolean removeNode(Node<T> node) {
|
||||||
|
if (!this.nodes.contains(node)) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// remove the node
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||||||
|
this.values.remove(node.getValue());
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||||||
|
this.nodes.remove(node);
|
||||||
|
node.getParent().getChildren().remove(node);
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||||||
|
|
||||||
|
// binary tree does not put any restrictions on what order the children are in the tree
|
||||||
|
// re-introduce all children into the parent
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||||||
|
for (Node<T> child : node.getChildren()) {
|
||||||
|
node.getParent().addNode(child.getValue());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Finds the node with passed value
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param value the value the required node should have
|
||||||
|
* @return the required node if one is present, null otherwise
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public Node<T> findNode(T value) {
|
||||||
|
if (!this.values.contains(value)) {
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// because Binary Tree does not put ANY restrictions on what order the children are in,
|
||||||
|
// we need search through the entire tree
|
||||||
|
// we shall perform a BFS to do this
|
||||||
|
Queue<Node<T>> queue = new ArrayDeque<>();
|
||||||
|
queue.offer(root);
|
||||||
|
|
||||||
|
while (!queue.isEmpty()) {
|
||||||
|
Node<T> current = queue.poll();
|
||||||
|
if (current.getValue().equals(value)) {
|
||||||
|
return current;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (Node<T> child : current.getChildren()) {
|
||||||
|
queue.offer(child);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return null;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public String toString() {
|
||||||
|
if(nodes.size() == 0) {
|
||||||
|
return "Empty";
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
StringBuilder sb = new StringBuilder();
|
||||||
|
for(Node<T> n : nodes) {
|
||||||
|
sb.append(n.toString());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return sb.toString();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,78 @@
|
||||||
|
package binarytree;
|
||||||
|
|
||||||
|
import graph.Node;
|
||||||
|
|
||||||
|
import java.util.Random;
|
||||||
|
|
||||||
|
public class BinaryTreeNode<T extends Comparable<T>> extends Node<T> {
|
||||||
|
public BinaryTreeNode(Node<T> parent, T item) {
|
||||||
|
super(parent, item);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/**
|
||||||
|
* Adds a new node to the current node
|
||||||
|
* if the numbers of nodes is larger than 2, proceed to the next node
|
||||||
|
*
|
||||||
|
* @param value value to be added
|
||||||
|
* @return the new node if adding was successful, null otherwise
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public Node<T> addNode(T value) {
|
||||||
|
if (children.size() < 2) {
|
||||||
|
Node<T> newChild = new BinaryTreeNode<T>(this, value);
|
||||||
|
this.addNode(newChild);
|
||||||
|
|
||||||
|
return newChild;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// pick a random child out of the current children
|
||||||
|
Node<T> randomChild = this.children.get(new Random().nextInt(this.children.size()));
|
||||||
|
|
||||||
|
return randomChild.addNode(value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private void addNode(Node<T> node) {
|
||||||
|
if (children.size() < 2) { // we can still add a node
|
||||||
|
this.children.add(node);
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
|
||||||
|
// pick a random child out of the current children
|
||||||
|
Node<T> randomChild = this.children.get(new Random().nextInt(this.children.size()));
|
||||||
|
|
||||||
|
randomChild.addNode(node.getValue());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public int hashCode() {
|
||||||
|
int randomPrime = 13; // chosen randomly
|
||||||
|
|
||||||
|
int sum = this.children.stream()
|
||||||
|
.map(Node::hashCode)
|
||||||
|
.reduce(0, Integer::sum);
|
||||||
|
|
||||||
|
return (this.value.hashCode() + sum) * randomPrime;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public boolean equals(Object that) {
|
||||||
|
if (that instanceof Node<?>) {
|
||||||
|
return ((Node<?>) that).getValue().equals(value);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public String toString() {
|
||||||
|
StringBuilder sb = new StringBuilder();
|
||||||
|
sb.append(String.format("BT(%s)", value));
|
||||||
|
|
||||||
|
for(Node<T> child : children) {
|
||||||
|
sb.append(":");
|
||||||
|
sb.append(child.toString());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return sb.toString();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
|
@ -1,11 +0,0 @@
|
||||||
package graph;
|
|
||||||
|
|
||||||
import java.util.List;
|
|
||||||
|
|
||||||
public abstract class Graph {
|
|
||||||
protected List<Node> nodes;
|
|
||||||
|
|
||||||
public List<Node> getAllNodes() {
|
|
||||||
return nodes;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
|
@ -1,20 +1,46 @@
|
||||||
package graph;
|
package graph;
|
||||||
|
|
||||||
|
import java.util.ArrayList;
|
||||||
import java.util.List;
|
import java.util.List;
|
||||||
|
|
||||||
public abstract class Node {
|
public abstract class Node<T extends Comparable<T>> {
|
||||||
private final String item;
|
protected T value;
|
||||||
private List<Node> children;
|
protected Node<T> parent;
|
||||||
|
protected final List<Node<T>> children;
|
||||||
|
|
||||||
public Node(String item) {
|
public Node(Node<T> parent, T value) {
|
||||||
this.item = item;
|
this.value = value;
|
||||||
|
this.parent = parent;
|
||||||
|
this.children = new ArrayList<>();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public String getItem() {
|
public T getValue() {
|
||||||
return item;
|
return value;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
public List<Node> getChildren() {
|
public void setValue(T value) {
|
||||||
|
this.value = value;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public List<Node<T>> getChildren() {
|
||||||
return children;
|
return children;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public Node<T> getParent() {
|
||||||
|
return parent;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public abstract Node<T> addNode(T value);
|
||||||
|
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public int hashCode() {
|
||||||
|
return value.hashCode();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Override
|
||||||
|
public boolean equals(Object obj) {
|
||||||
|
return super.equals(obj);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public abstract String toString();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,35 @@
|
||||||
|
package graph;
|
||||||
|
|
||||||
|
import java.util.ArrayList;
|
||||||
|
import java.util.HashSet;
|
||||||
|
import java.util.List;
|
||||||
|
import java.util.Set;
|
||||||
|
|
||||||
|
public abstract class Tree<T extends Comparable<T>> {
|
||||||
|
protected Node<T> root;
|
||||||
|
protected List<Node<T>> nodes;
|
||||||
|
protected Set<T> values;
|
||||||
|
|
||||||
|
public Tree() {
|
||||||
|
this.nodes = new ArrayList<>();
|
||||||
|
this.values = new HashSet<>();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public List<Node<T>> getAllNodes() {
|
||||||
|
return nodes;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public int getSize() {
|
||||||
|
return nodes.size();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public Node<T> getRoot() {
|
||||||
|
return root;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
public abstract Node<T> addNode(T value);
|
||||||
|
public abstract boolean removeNode(T value);
|
||||||
|
public abstract boolean removeNode (Node<T> n);
|
||||||
|
public abstract Node<T> findNode(T value);
|
||||||
|
public abstract String toString();
|
||||||
|
}
|
|
@ -0,0 +1,55 @@
|
||||||
|
import binarytree.BinaryTree;
|
||||||
|
import binarytree.BinaryTreeNode;
|
||||||
|
import graph.Node;
|
||||||
|
import org.junit.Assert;
|
||||||
|
import org.junit.Before;
|
||||||
|
import org.junit.Test;
|
||||||
|
|
||||||
|
public class BinaryTreeTests {
|
||||||
|
BinaryTree<Integer> tree;
|
||||||
|
|
||||||
|
@Before
|
||||||
|
public void init() {
|
||||||
|
this.tree = new BinaryTree<>();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testAddition() {
|
||||||
|
Node<Integer> n1 = tree.addNode(1);
|
||||||
|
Node<Integer> n2 = tree.addNode(2);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.assertEquals(2, tree.getSize());
|
||||||
|
Assert.assertEquals(n1, tree.findNode(1));
|
||||||
|
Assert.assertEquals(n2, tree.findNode(2));
|
||||||
|
Assert.assertNull(tree.findNode(3));
|
||||||
|
Assert.assertEquals(1, tree.getRoot().getValue().intValue());
|
||||||
|
Assert.assertEquals(2, tree.getRoot().getChildren().get(0).getValue().intValue());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testAddition2() {
|
||||||
|
tree.addNode(1);
|
||||||
|
tree.addNode(2);
|
||||||
|
tree.addNode(3);
|
||||||
|
tree.addNode(4);
|
||||||
|
|
||||||
|
Assert.assertEquals(4, tree.getSize());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testAddition3() {
|
||||||
|
Node<Integer> n1 = new BinaryTreeNode<>(null, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
@Test
|
||||||
|
public void testRemoval() {
|
||||||
|
tree.addNode(1);
|
||||||
|
tree.addNode(2);
|
||||||
|
System.out.println(tree);
|
||||||
|
|
||||||
|
tree.removeNode(1);
|
||||||
|
System.out.println(tree);
|
||||||
|
Assert.assertEquals(1, tree.getSize());
|
||||||
|
Assert.assertEquals(2, tree.getRoot().getValue().intValue());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
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