이진탐색트리 (Binary Search Tree)

이진탐색트리에 대한 개념과 이해

Posted by JayB Kim on 2017-04-24

들어가기에 앞서…

안녕하세요?

철학적인 개발자 JayB 입니다.

본 포스팅은 이진탐색트리에 대한 개념을 여러 블로그와 자료를 통해 이해한 후 이진탐색트리 프로그램을 만들어봤습니다.

기록 차원에서 남겨두려고 작성한거니 참고하실 분은 참고하시면 되겠습니다.

이진탐색트리란?

예전에 나름 정리했던 내용임에도 불구하고 기억이 산산조각 난것처럼 어렴풋이 잔조각만 남아있다…ㅜㅜ (좌절…)

default

머리를 싸매고 기억을 되살리려고 해보지만

아무래도 다시 정리해야 될 것 같다는 생각에 열심히 구글링!을 한다.

여러 블로그를 참조하면서 느낀거지만 나만 그런게 아니였다.

다들 잊어버리지 않기 위해 정리하고 또 정리하는걸 알 수 있었다.

default

나 역시 내 블로그에 기록을 해놓고 계속해서 보려고 나름 정리를 해보려고 한다.

참고하실 분들은 아래 소스코드를 보기 전에 제가 참고한 자료들을 아래 링크해두었으니 내용을 읽어보신 후 이해하시고 소스코드를 보시길 바랍니다.

이진탐색트리 프로그램 예제

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// 자바로 짜본 이진탐색트리 프로그램

import java.util.Scanner;

// 이진탐색트리 노드 클래스
class BSTNode {
BSTNode left, right;
int data;

// 생성자
public BSTNode() {
left = null;
right = null;
data = 0;
}

// 생성자
public BSTNode(int n) {
left = null;
right = null;
data = n;
}

// 왼쪽노드 set
public void setLeft(BSTNode n) {
left = n;
}

// 오른쪽 노드 set
public void setRight(BSTNode n) {
right = n;
}

// 왼쪽노드 get
public BSTNode getLeft() {
return left;
}

// 오른쪽 노드 get
public BSTNode getRight() {
return right;
}

// 데이터를 노드로 set
public void setData(int d) {
data = d;
}

// 노드의 데이터 get
public int getData() {
return data;
}
}

// 이진탐색트리 클래스
class BST {
private BSTNode root;

// 생성자
public BST() {
root = null;
}

// 트리가 비어있는지 검사하는 함수
public boolean isEmpty() {
return root == null;
}

// 데이터 삽입
public void insert(int data) {
root = insert(root, data);
}

// 반복해서 데이터 삽입
private BSTNode insert(BSTNode node, int data) {
if (node == null)
node = new BSTNode(data);
else {
if (data <= node.getData())
node.left = insert(node.left, data);
else
node.right = insert(node.right, data);
}
return node;
}

// 데이터 삭제
public void delete(int k) {
if (isEmpty())
System.out.println("Tree Empty");
else if (search(k) == false)
System.out.println("Sorry " + k + " is not present");
else {
root = delete(root, k);
System.out.println(k + " deleted from the tree");
}
}

// 반복해서 데이터 삭제
private BSTNode delete(BSTNode root, int k) {
BSTNode p, p2, n;
if (root.getData() == k) {
BSTNode lt, rt;
lt = root.getLeft();
rt = root.getRight();
if (lt == null && rt == null)
return null;
else if (lt == null) {
p = rt;
return p;
} else if (rt == null) {
p = lt;
return p;
} else {
p2 = rt;
p = rt;
while (p.getLeft() != null)
p = p.getLeft();
p.setLeft(lt);
return p2;
}
}
if (k < root.getData()) {
n = delete(root.getLeft(), k);
root.setLeft(n);
} else {
n = delete(root.getRight(), k);
root.setRight(n);
}
return root;
}

// 노드 갯수 반환하는 함수
public int countNodes() {
return countNodes(root);
}

// 노드 갯수 반복해서 반환하는 함수
private int countNodes(BSTNode r) {
if (r == null)
return 0;
else {
int l = 1;
l += countNodes(r.getLeft());
l += countNodes(r.getRight());
return l;
}
}

// value 탐색
public boolean search(int val) {
return search(root, val);
}

// 반복해서 value 탐색
private boolean search(BSTNode r, int val) {
boolean found = false;
while ((r != null) && !found) {
int rval = r.getData();
if (val < rval)
r = r.getLeft();
else if (val > rval)
r = r.getRight();
else {
found = true;
break;
}
found = search(r, val);
}
return found;
}

// 중위순회 (inorder traversal)
public void inorder() {
inorder(root);
}

private void inorder(BSTNode r) {
if (r != null) {
inorder(r.getLeft());
System.out.print(r.getData() + " ");
inorder(r.getRight());
}
}

// 전위순회 (preorder traversal)
public void preorder() {
preorder(root);
}

private void preorder(BSTNode r) {
if (r != null) {
System.out.print(r.getData() + " ");
preorder(r.getLeft());
preorder(r.getRight());
}
}

// 후위순회 (postorder traversal)
public void postorder() {
postorder(root);
}

private void postorder(BSTNode r) {
if (r != null) {
postorder(r.getLeft());
postorder(r.getRight());
System.out.print(r.getData() + " ");
}
}
}

public class BinarySearchTree {

public static void main(String[] args) {

Scanner scan = new Scanner(System.in);

BST bst = new BST();
System.out.println("이진탐색트리 (Binary Search Tree) 테스트 \n");
char ch;

do {
System.out.println("이진탐색트리 (Binary Search Tree) 기능\n");
System.out.println("1. 삽입 ");
System.out.println("2. 삭제");
System.out.println("3. 탐색");
System.out.println("4. 노드 갯수");
System.out.println("5. 비어있는지 확인\n");
System.out.print("-> ");

int choice = scan.nextInt();
switch (choice) {
case 1:
System.out.println();
System.out.print("삽입 할 데이터 (integer) : ");
bst.insert(scan.nextInt());
break;
case 2:
System.out.println();
System.out.print("삭제 할 데이터 (integer) : ");
bst.delete(scan.nextInt());
break;
case 3:
System.out.println();
System.out.println("탐색 할 데이터 (integer) : ");
System.out.println("탐색한 결과값 : " + bst.search(scan.nextInt()));
break;
case 4:
System.out.println();
System.out.println("노드 = " + bst.countNodes());
break;
case 5:
System.out.println();
System.out.println("현재 상태 = " + bst.isEmpty());
break;
default:
System.out.println();
System.out.println("잘못입력하셨습니다 \n ");
break;
}

// 트리 순회 출력하기
System.out.print("\n후위순회(Post order) : ");
bst.postorder();
System.out.print("\n전위순회(Pre order) : ");
bst.preorder();
System.out.print("\n중위순회(In order) : ");
bst.inorder();

System.out.println();
System.out.print("\n계속하시겠습니까? (예: y or 아니오: n): ");
ch = scan.next().charAt(0);
System.out.println();
} while (ch == 'Y' || ch == 'y');

}

}