hello-algo/ko/codes/javascript/chapter_tree/binary_search_tree.js

/**
 * File: binary_search_tree.js
 * Created Time: 2022-12-04
 * Author: IsChristina ([email protected])
 */

const { TreeNode } = require('../modules/TreeNode');
const { printTree } = require('../modules/PrintUtil');

/* 이진 탐색 트리 */
class BinarySearchTree {
    /* 생성자 */
    constructor() {
        // 빈 트리를 초기화한다
        this.root = null;
    }

    /* 이진 트리의 루트 노드 반환 */
    getRoot() {
        return this.root;
    }

    /* 노드 탐색 */
    search(num) {
        let cur = this.root;
        // 반복하여 탐색하다 리프 노드를 지나면 종료한다
        while (cur !== null) {
            // 목표 노드는 cur의 오른쪽 서브트리에 있다
            if (cur.val < num) cur = cur.right;
            // 목표 노드는 cur의 왼쪽 서브트리에 있다
            else if (cur.val > num) cur = cur.left;
            // 목표 노드를 찾았으므로 반복문을 종료한다
            else break;
        }
        // 목표 노드를 반환한다
        return cur;
    }

    /* 노드 삽입 */
    insert(num) {
        // 트리가 비어 있으면 루트 노드를 초기화한다
        if (this.root === null) {
            this.root = new TreeNode(num);
            return;
        }
        let cur = this.root,
            pre = null;
        // 반복하여 탐색하다 리프 노드를 지나면 종료한다
        while (cur !== null) {
            // 중복 노드를 찾으면 바로 반환한다
            if (cur.val === num) return;
            pre = cur;
            // 삽입 위치는 cur의 오른쪽 서브트리에 있다
            if (cur.val < num) cur = cur.right;
            // 삽입 위치는 cur의 왼쪽 서브트리에 있다
            else cur = cur.left;
        }
        // 노드 삽입
        const node = new TreeNode(num);
        if (pre.val < num) pre.right = node;
        else pre.left = node;
    }

    /* 노드 삭제 */
    remove(num) {
        // 트리가 비어 있으면 바로 반환하여 종료한다
        if (this.root === null) return;
        let cur = this.root,
            pre = null;
        // 반복하여 탐색하다 리프 노드를 지나면 종료한다
        while (cur !== null) {
            // 삭제할 노드를 찾았으므로 반복문을 종료한다
            if (cur.val === num) break;
            pre = cur;
            // 삭제할 노드는 cur의 오른쪽 서브트리에 있다
            if (cur.val < num) cur = cur.right;
            // 삭제할 노드는 cur의 왼쪽 서브트리에 있다
            else cur = cur.left;
        }
        // 삭제할 노드가 없으면 바로 반환한다
        if (cur === null) return;
        // 자식 노드 수 = 0 또는 1
        if (cur.left === null || cur.right === null) {
            // 자식 노드 수 = 0 / 1이면 child = null / 해당 자식 노드이다
            const child = cur.left !== null ? cur.left : cur.right;
            // 노드 cur를 삭제한다
            if (cur !== this.root) {
                if (pre.left === cur) pre.left = child;
                else pre.right = child;
            } else {
                // 삭제할 노드가 루트 노드이면 루트 노드를 다시 지정한다
                this.root = child;
            }
        }
        // 자식 노드 수 = 2
        else {
            // 중위 순회에서 cur의 다음 노드를 구한다
            let tmp = cur.right;
            while (tmp.left !== null) {
                tmp = tmp.left;
            }
            // 노드 tmp를 재귀적으로 삭제한다
            this.remove(tmp.val);
            // tmp로 cur를 덮어쓴다
            cur.val = tmp.val;
        }
    }
}

/* 실행 코드 */
/* 이진 탐색 트리 초기화 */
const bst = new BinarySearchTree();
// 삽입 순서에 따라 서로 다른 이진 트리가 생성된다. 이 순서는 포화 이진 트리를 생성할 수 있다
const nums = [8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15];
for (const num of nums) {
    bst.insert(num);
}
console.log('\n초기화한 이진 트리\n');
printTree(bst.getRoot());

/* 노드 탐색 */
const node = bst.search(7);
console.log('\n찾은 노드 객체: ' + node + ', 노드 값 = ' + node.val);

/* 노드 삽입 */
bst.insert(16);
console.log('\n노드 16을 삽입한 후의 이진 트리\n');
printTree(bst.getRoot());

/* 노드 삭제 */
bst.remove(1);
console.log('\n노드 1을 삭제한 후의 이진 트리\n');
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(2);
console.log('\n노드 2를 삭제한 후의 이진 트리\n');
printTree(bst.getRoot());
bst.remove(4);
console.log('\n노드 4를 삭제한 후의 이진 트리\n');
printTree(bst.getRoot());