Add missing Dart codes and fix some errors (#689)

* Add missing Dart codes and fix some errors * Update array_binary_tree.dart --------- Co-authored-by: Yudong Jin <krahets@163.com>
2026-07-10 14:36:06 +00:00 · 2023-08-17 05:04:38 +08:00
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@@ -0,0 +1,152 @@
+/**
+ * File: array_binary_tree.dart
+ * Created Time: 2023-08-15
+ * Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
+ */
+
+import '../utils/print_util.dart';
+import '../utils/tree_node.dart';
+
+/* 数组表示下的二叉树类 */
+class ArrayBinaryTree {
+  late List<int?> _tree;
+
+  /* 构造方法 */
+  ArrayBinaryTree(this._tree);
+
+  /* 节点数量 */
+  int size() {
+    return _tree.length;
+  }
+
+  /* 获取索引为 i 节点的值 */
+  int? val(int i) {
+    // 若索引越界，则返回 null ，代表空位
+    if (i < 0 || i >= size()) {
+      return null;
+    }
+    return _tree[i];
+  }
+
+  /* 获取索引为 i 节点的左子节点的索引 */
+  int? left(int i) {
+    return 2 * i + 1;
+  }
+
+  /* 获取索引为 i 节点的右子节点的索引 */
+  int? right(int i) {
+    return 2 * i + 2;
+  }
+
+  /* 获取索引为 i 节点的父节点的索引 */
+  int? parent(int i) {
+    return (i - 1) ~/ 2;
+  }
+
+  /* 层序遍历 */
+  List<int> levelOrder() {
+    List<int> res = [];
+    for (int i = 0; i < size(); i++) {
+      if (val(i) != null) {
+        res.add(val(i)!);
+      }
+    }
+    return res;
+  }
+
+  /* 深度优先遍历 */
+  void dfs(int i, String order, List<int?> res) {
+    // 若为空位，则返回
+    if (val(i) == null) {
+      return;
+    }
+    // 前序遍历
+    if (order == 'pre') {
+      res.add(val(i));
+    }
+    dfs(left(i)!, order, res);
+    // 中序遍历
+    if (order == 'in') {
+      res.add(val(i));
+    }
+    dfs(right(i)!, order, res);
+    // 后序遍历
+    if (order == 'post') {
+      res.add(val(i));
+    }
+  }
+
+  /* 前序遍历 */
+  List<int?> preOrder() {
+    List<int?> res = [];
+    dfs(0, 'pre', res);
+    return res;
+  }
+
+  /* 中序遍历 */
+  List<int?> inOrder() {
+    List<int?> res = [];
+    dfs(0, 'in', res);
+    return res;
+  }
+
+  /* 后序遍历 */
+  List<int?> postOrder() {
+    List<int?> res = [];
+    dfs(0, 'post', res);
+    return res;
+  }
+}
+
+/* Driver Code */
+void main() {
+  // 初始化二叉树
+  // 这里借助了一个从数组直接生成二叉树的函数
+  List<int?> arr = [
+    1,
+    2,
+    3,
+    4,
+    null,
+    6,
+    7,
+    8,
+    9,
+    null,
+    null,
+    12,
+    null,
+    null,
+    15
+  ];
+
+  TreeNode? root = listToTree(arr);
+  print("\n初始化二叉树\n");
+  print("二叉树的数组表示：");
+  print(arr);
+  print("二叉树的链表表示：");
+  printTree(root);
+
+  // 数组表示下的二叉树类
+  ArrayBinaryTree abt = ArrayBinaryTree(arr);
+
+  // 访问节点
+  int i = 1;
+  int? l = abt.left(i);
+  int? r = abt.right(i);
+  int? p = abt.parent(i);
+  print("\n当前节点的索引为 $i ，值为 ${abt.val(i)}");
+  print("其左子节点的索引为 $l ，值为 ${(l == null ? "null" : abt.val(l))}");
+  print("其右子节点的索引为 $r ，值为 ${(r == null ? "null" : abt.val(r))}");
+  print("其父节点的索引为 $p ，值为 ${(p == null ? "null" : abt.val(p))}");
+
+  // 遍历树
+  List<int?> res = abt.levelOrder();
+  print("\n层序遍历为：$res");
+  res = abt.preOrder();
+  print("前序遍历为 $res");
+  res = abt.inOrder();
+  print("中序遍历为 $res");
+  res = abt.postOrder();
+  print("后序遍历为 $res");
+}
@@ -18,6 +18,7 @@ class AVLTree {

  /* 获取节点高度 */
  int height(TreeNode? node) {
+    // 空节点高度为 -1 ，叶节点高度为 0
    return node == null ? -1 : node.height;
  }

@@ -8,122 +8,125 @@ import '../utils/print_util.dart';
 import '../utils/tree_node.dart';

 /* 二叉搜索树 */
-TreeNode? root;
+class BinarySearchTree {
+  late TreeNode? _root;

-void binarySearchTree(List<int> nums) {
-  nums.sort(); // 排序数组
-  root = buildTree(nums, 0, nums.length - 1); // 构建二叉搜索树
-}
-
-/* 获取二叉树的根节点 */
-TreeNode? getRoot() {
-  return root;
-}
-
-/* 构建二叉上搜索树 */
-TreeNode? buildTree(List<int> nums, int i, int j) {
-  if (i > j) {
-    return null;
+  /* 构造方法 */
+  BinarySearchTree(List<int> nums) {
+    nums.sort(); // 排序数组
+    _root = buildTree(nums, 0, nums.length - 1); // 构建二叉搜索树
  }
-  // 将数组中间节点作为根节点
-  int mid = (i + j) ~/ 2;
-  TreeNode? root = TreeNode(nums[mid]);
-  root.left = buildTree(nums, i, mid - 1);
-  root.right = buildTree(nums, mid + 1, j);
-  return root;
-}

-/* 查找节点 */
-TreeNode? search(int num) {
-  TreeNode? cur = root;
-  // 循环查找，越过叶节点后跳出
-  while (cur != null) {
-    // 目标节点在 cur 的右子树中
-    if (cur.val < num)
-      cur = cur.right;
-    // 目标节点在 cur 的左子树中
-    else if (cur.val > num)
-      cur = cur.left;
-    // 找到目标节点，跳出循环
+  /* 获取二叉树的根节点 */
+  TreeNode? getRoot() {
+    return _root;
+  }
+
+  /* 构建二叉上搜索树 */
+  TreeNode? buildTree(List<int> nums, int i, int j) {
+    if (i > j) {
+      return null;
+    }
+    // 将数组中间节点作为根节点
+    int mid = (i + j) ~/ 2;
+    TreeNode? root = TreeNode(nums[mid]);
+    root.left = buildTree(nums, i, mid - 1);
+    root.right = buildTree(nums, mid + 1, j);
+    return root;
+  }
+
+  /* 查找节点 */
+  TreeNode? search(int num) {
+    TreeNode? cur = _root;
+    // 循环查找，越过叶节点后跳出
+    while (cur != null) {
+      // 目标节点在 cur 的右子树中
+      if (cur.val < num)
+        cur = cur.right;
+      // 目标节点在 cur 的左子树中
+      else if (cur.val > num)
+        cur = cur.left;
+      // 找到目标节点，跳出循环
+      else
+        break;
+    }
+    // 返回目标节点
+    return cur;
+  }
+
+  /* 插入节点 */
+  void insert(int num) {
+    // 若树为空，直接提前返回
+    if (_root == null) return;
+    TreeNode? cur = _root;
+    TreeNode? pre = null;
+    // 循环查找，越过叶节点后跳出
+    while (cur != null) {
+      // 找到重复节点，直接返回
+      if (cur.val == num) return;
+      pre = cur;
+      // 插入位置在 cur 的右子树中
+      if (cur.val < num)
+        cur = cur.right;
+      // 插入位置在 cur 的左子树中
+      else
+        cur = cur.left;
+    }
+    // 插入节点
+    TreeNode? node = TreeNode(num);
+    if (pre!.val < num)
+      pre.right = node;
    else
-      break;
+      pre.left = node;
  }
-  // 返回目标节点
-  return cur;
-}
-
-/* 插入节点 */
-void insert(int num) {
-  // 若树为空，直接提前返回
-  if (root == null) return;
-  TreeNode? cur = root;
-  TreeNode? pre = null;
-  // 循环查找，越过叶节点后跳出
-  while (cur != null) {
-    // 找到重复节点，直接返回
-    if (cur.val == num) return;
-    pre = cur;
-    // 插入位置在 cur 的右子树中
-    if (cur.val < num)
-      cur = cur.right;
-    // 插入位置在 cur 的左子树中
-    else
-      cur = cur.left;
-  }
-  // 插入节点
-  TreeNode? node = TreeNode(num);
-  if (pre!.val < num)
-    pre.right = node;
-  else
-    pre.left = node;
-}

 /* 删除节点 */
-void remove(int num) {
-  // 若树为空，直接提前返回
-  if (root == null) return;
+  void remove(int num) {
+    // 若树为空，直接提前返回
+    if (_root == null) return;

-  TreeNode? cur = root;
-  TreeNode? pre = null;
-  // 循环查找，越过叶节点后跳出
-  while (cur != null) {
-    // 找到待删除节点，跳出循环
-    if (cur.val == num) break;
-    pre = cur;
-    // 待删除节点在 cur 的右子树中
-    if (cur.val < num)
-      cur = cur.right;
-    // 待删除节点在 cur 的左子树中
-    else
-      cur = cur.left;
-  }
-  // 若无待删除节点，直接返回
-  if (cur == null) return;
-  // 子节点数量 = 0 or 1
-  if (cur.left == null || cur.right == null) {
-    // 当子节点数量 = 0 / 1 时， child = null / 该子节点
-    TreeNode? child = cur.left ?? cur.right;
-    // 删除节点 cur
-    if (cur != root) {
-      if (pre!.left == cur)
-        pre.left = child;
+    TreeNode? cur = _root;
+    TreeNode? pre = null;
+    // 循环查找，越过叶节点后跳出
+    while (cur != null) {
+      // 找到待删除节点，跳出循环
+      if (cur.val == num) break;
+      pre = cur;
+      // 待删除节点在 cur 的右子树中
+      if (cur.val < num)
+        cur = cur.right;
+      // 待删除节点在 cur 的左子树中
      else
-        pre.right = child;
+        cur = cur.left;
+    }
+    // 若无待删除节点，直接返回
+    if (cur == null) return;
+    // 子节点数量 = 0 or 1
+    if (cur.left == null || cur.right == null) {
+      // 当子节点数量 = 0 / 1 时， child = null / 该子节点
+      TreeNode? child = cur.left ?? cur.right;
+      // 删除节点 cur
+      if (cur != _root) {
+        if (pre!.left == cur)
+          pre.left = child;
+        else
+          pre.right = child;
+      } else {
+        // 若删除节点为根节点，则重新指定根节点
+        _root = child;
+      }
    } else {
-      // 若删除节点为根节点，则重新指定根节点
-      root = child;
+      // 子节点数量 = 2
+      // 获取中序遍历中 cur 的下一个节点
+      TreeNode? tmp = cur.right;
+      while (tmp!.left != null) {
+        tmp = tmp.left;
+      }
+      // 递归删除节点 tmp
+      remove(tmp.val);
+      // 用 tmp 覆盖 cur
+      cur.val = tmp.val;
    }
-  } else {
-    // 子节点数量 = 2
-    // 获取中序遍历中 cur 的下一个节点
-    TreeNode? tmp = cur.right;
-    while (tmp!.left != null) {
-      tmp = tmp.left;
-    }
-    // 递归删除节点 tmp
-    remove(tmp.val);
-    // 用 tmp 覆盖 cur
-    cur.val = tmp.val;
  }
 }

@@ -131,27 +134,27 @@ void remove(int num) {
 void main() {
  /* 初始化二叉搜索树 */
  List<int> nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15];
-  binarySearchTree(nums);
+  BinarySearchTree bst = BinarySearchTree(nums);
  print("\n初始化的二叉树为\n");
-  printTree(getRoot());
+  printTree(bst.getRoot());

  /* 查找节点 */
-  TreeNode? node = search(7);
+  TreeNode? node = bst.search(7);
  print("\n查找到的节点对象为 $node，节点值 = ${node?.val}");

  /* 插入节点 */
-  insert(16);
+  bst.insert(16);
  print("\n插入节点 16 后，二叉树为\n");
-  printTree(getRoot());
+  printTree(bst.getRoot());

  /* 删除节点 */
-  remove(1);
+  bst.remove(1);
  print("\n删除节点 1 后，二叉树为\n");
-  printTree(getRoot());
-  remove(2);
+  printTree(bst.getRoot());
+  bst.remove(2);
  print("\n删除节点 2 后，二叉树为\n");
-  printTree(getRoot());
-  remove(4);
+  printTree(bst.getRoot());
+  bst.remove(4);
  print("\n删除节点 4 后，二叉树为\n");
-  printTree(getRoot());
+  printTree(bst.getRoot());
 }