java树形结构实现方式

在Java中实现树形结构的常见方式有以下几种，每种方法适用于不同的场景：

1. 自定义节点类（基础实现）

通过定义节点类，包含子节点的集合（如 List），适合通用树结构。

class TreeNode {
    T data;
    List> children;

    public TreeNode(T data) {
        this.data = data;
        this.children = new ArrayList<>();
    }
}

// 示例用法
TreeNode root = new TreeNode<>("Root");
root.children.add(new TreeNode<>("Child1"));

适用场景：多叉树、普通树结构。

2. 二叉树节点类

每个节点包含左、右子节点，适用于二叉树。

class BinaryTreeNode {
    T data;
    BinaryTreeNode left;
    BinaryTreeNode right;

    public BinaryTreeNode(T data) {
        this.data = data;
    }
}

// 示例用法
BinaryTreeNode root = new BinaryTreeNode<>(1);
root.left = new BinaryTreeNode<>(2);
root.right = new BinaryTreeNode<>(3);

适用场景：二叉树、二叉搜索树、堆结构。

3. 数组表示法

使用数组存储节点，通过索引计算父子关系，适用于完全二叉树。

// 示例：完全二叉树的数组表示
Integer[] treeArray = new Integer[10];
treeArray[0] = 1;       // 根节点
treeArray[1] = 2;       // 左子节点（索引0的左孩子）
treeArray[2] = 3;       // 右子节点（索引0的右孩子）

适用场景：堆、完全二叉树。

4. Map 表示法

使用 Map> 存储父子关系，适合快速查找子节点。

Map> treeMap = new HashMap<>();
treeMap.put("Root", Arrays.asList("Child1", "Child2"));
treeMap.put("Child1", Arrays.asList("Grandchild1"));

适用场景：需要快速查找子节点的场景（如某些算法题）。

5. Java集合框架的树结构

使用 TreeSet 或 TreeMap（基于红黑树实现，自动排序）。

TreeSet treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add(3);
treeSet.add(1); // 内部按升序排列（1, 3）

TreeMap treeMap = new TreeMap<>();
treeMap.put("B", 2);
treeMap.put("A", 1); // 按键排序（A, B）

适用场景：需要有序存储或快速查找/插入/删除。

6. 邻接表表示法

使用列表或数组存储每个节点的邻接节点，适合处理图或树。

List> adjacencyList = new ArrayList<>();
adjacencyList.add(Arrays.asList(1, 2)); // 根节点0的子节点1和2
adjacencyList.add(new ArrayList<>());   // 节点1无子节点

适用场景：多叉树、图的遍历（如BFS/DFS）。

7. 第三方库

• Apache Commons Collections: 提供 Tree 接口。

• Google Guava: 使用 TreeTraverser 简化遍历。

// 示例：Guava的树遍历
TreeTraverser> traverser = new TreeTraverser<>() {
    @Override
    public Iterable> children(TreeNode root) {
        return root.children;
    }
};

适用场景：需要快速实现复杂操作（如遍历、查找）。

选择建议

• 简单树结构：自定义节点类。

• 完全二叉树：数组表示法（节省空间）。

• 需自动排序：TreeSet/TreeMap。

• 算法题或快速查找：Map或邻接表。