13.1.1 二叉樹-查詢指定節點

要求：

1. 請編寫前序查詢，中序查詢和後序查詢
2. 並分別使用三種查詢方式，查詢Node的id = 5 的節點
3. 並分析各種查詢方式，分別比較了多少次

思路：

1. 前序查詢：

   1. 先判斷當前節點的id是否是要查詢的
   2. 如果相等，則返回當前節點
   3. 如果不相等，則判斷當前節點的左節點是否為空，如果不為空，則遞迴前序查詢
   4. 如果左遞迴前序查詢，找到節點則返回，否則判斷，當前的節點的右子節點是否為空，如果不空，則繼續向右遞迴前序查詢

2. 中序查詢

   1. 判斷當前節點的左節點是否為空，如果不為空，則遞迴中序查詢
   2. 如果找到，則返回，如果沒找到，就和當前節點比較，找到則返回
   3. 如果當前節點不相等，則判斷右節點是否為空，如果不為空，則遞迴中序查詢右子樹，找到則返回
   4. 如果右遞迴中序查詢沒找到就返回null

3. 後續查詢

   1. 判斷當前節點的左節點是否為空，如果不為空則進行左遞迴
   2. 如果為空，則判斷右節點是否為空，如果不為空則進行右遞迴
   3. 如果為空，則判斷當前節點是否相等，如果相等則返回，如果不相等則返回null

   package tree;
   
   public class BinaryTreeDemo {
       public static void main(String[] args) {
           // 建立二叉樹
           BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
           // 建立需要的節點
           Node1 root = new Node1(1,"a1");
           Node1 n2 = new Node1(2,"a2");
           Node1 n3 = new Node1(3,"a3");
           Node1 n4 = new Node1(4,"a4");
           // 說明，我們先手動建立二叉樹，後面使用遞迴建立二叉樹
           root.setLeft(n2);
           root.setRight(n3);
           n3.setRight(n4);
           binaryTree.setRoot(root);
           // 測試 遍歷
           System.out.println("前序遍歷：");
           binaryTree.preOrder(); // 1 2 3 4
           System.out.println("中序遍歷 ");
           binaryTree.infixOrder(); // 2 1 3 4
           System.out.println("後序遍歷：");
           binaryTree.postOrder(); // 2 4 3 1
   
           // 測試查詢
           System.out.println("前序查詢");// 前序遍歷的次數 4
           Node1 resNode = binaryTree.preOrderSearch(4);
           if (resNode != null){
               System.out.println("finded\t"+resNode.getId() + "\t" + resNode.getName());
           }else{
               System.out.println("Not find");
           }
           System.out.println("中序查詢"); // 中序遍歷次數 3
           resNode = binaryTree.infixOrderSearch(4);
           if (resNode != null){
               System.out.println("finded\t"+resNode.getId() + "\t" + resNode.getName());
           }else{
               System.out.println("Not find");
           }
           System.out.println("後序查詢"); // 後序遍歷 2
           resNode = binaryTree.postOrderSearch(4);
           if (resNode != null){
               System.out.println("finded\t"+resNode.getId() + "\t" + resNode.getName());
           }else{
               System.out.println("Not find");
           }
   
       }
   }
   class BinaryTree{
       private Node1 root;
   
       public Node1 getRoot() {
           return root;
       }
   
       public void setRoot(Node1 root) {
           this.root = root;
       }
   
       // 前序遍歷
       public void preOrder(){
           if (this.root != null){
               this.root.preOrder();
           }else{
               System.out.println("二叉樹為空");
           }
       }
       // 中序遍歷
       public void infixOrder(){
           if (this.root != null){
               this.root.infixOrder();
           }else{
               System.out.println("二叉樹為空");
           }
       }
       // 後序遍歷
       public void postOrder(){
           if (this.root != null){
               this.root.postOrder();
           }else{
               System.out.println("二叉樹為空");
           }
       }
   
       // 前序查詢
       public Node1 preOrderSearch(int id){
   
           if (this.root != null){
               return root.preOrdersearch(id);
           }else{
               return null;
           }
       }
       // 中序查詢
       public Node1 infixOrderSearch(int id){
           if (this.root != null){
               return root.infixOrderSearch(id);
           }else {
               return null;
           }
       }
       // 後序查詢
       public Node1 postOrderSearch(int id){
           if (this.root != null){
               return root.postOrderSearch(id);
           } else{
               return null;
           }
       }
   }
   // 先建立節點
   class Node1{
       private int id;
       private String name;
       private Node1 left;
       private Node1 right;
   
       public Node1(int id, String name) {
           this.id = id;
           this.name = name;
       }
   
       public int getId() {
           return id;
       }
   
       public void setId(int id) {
           this.id = id;
       }
   
       public String getName() {
           return name;
       }
   
       public void setName(String name) {
           this.name = name;
       }
   
       public Node1 getLeft() {
           return left;
       }
   
       public void setLeft(Node1 left) {
           this.left = left;
       }
   
       public Node1 getRight() {
           return right;
       }
   
       public void setRight(Node1 right) {
           this.right = right;
       }
   
       @Override
       public String toString() {
           return "Node1{" +
                   "id=" + id +
                   ", name='" + name + '\'' +
                   '}';
       }
       // 編寫前序遍歷
       public void preOrder(){
           System.out.println(this); //  先輸出當前節點
           // 遞歸向左子樹前序遍歷
           if (this.left != null){
               this.left.preOrder();
           }
           // 遞歸向右子樹前序遍歷
           if (this.right != null){
               this.right.preOrder();
           }
       }
       // 編寫中序遍歷
       public void infixOrder(){
           // 遞歸向左子樹中序遍歷
           if (this.left != null){
               this.left.infixOrder();
           }
           System.out.println(this);
           // 嘀咕向右子樹中序遍歷
           if (this.right != null){
               this.right.infixOrder();
           }
       }
       // 編寫後序遍歷
       public void postOrder(){
           // 左子樹後序遍歷
           if (this.left != null){
               this.left.postOrder();
           }
           // 右子樹後序遍歷
           if (this.right != null){
               this.right.postOrder();
           }
           System.out.println(this);
       }
   
       // 前序遍歷查詢
   
       /**
        *
        * @param id 要查詢的id
        * @return 若找到則返回當前Node1，如果沒找到則返回null
        */
       public Node1 preOrdersearch(int id){
           System.out.println("進行前序遍歷~~"); // 用來判斷比較幾次
           // 比較當前節點是不是
           if (this.id == id){
               return this;
           }
           // 判斷當前節點的左子樹是否為空
           Node1 resNode = null; // 通過res判斷找沒找到
           if (this.left != null){
               resNode = this.left.preOrdersearch(id);
           }
           if (resNode != null){ // 說明我們左子樹找到了
               return resNode;
           }
           // 判斷當前節點的右子樹是否為空
           if (this.right != null){
               resNode = this.right.preOrdersearch(id);
           }
           if (resNode != null){
               return resNode;
           }
           return resNode;
       }
   
       // 中序查詢
       public Node1 infixOrderSearch(int id){
   
           Node1 resNode = null;
           // 判斷左節點是否為空，如果不為空則便利左節點
           if (this.left != null){
               resNode = this.left.infixOrderSearch(id);
           }
           if (resNode != null){
               return resNode;
           }
           System.out.println("進行中序遍歷~~"); // 用來判斷比較幾次
           // 判斷當前節點是否是要找的節點，如果是則返回
           if (this.id == id){
               return this;
           }
           // 判斷右子樹是否為空，如果不為空，則進行右遍歷
           if (this.right != null){
               resNode = this.right.infixOrderSearch(id);
           }
           if (resNode != null){
               return resNode;
           }
           return resNode;
       }
       // 逆序查詢
       public Node1 postOrderSearch(int id){
   
           Node1 resNode = null;
           // 判斷左子樹是否為空，如果不為空，則進行左遞迴
           if (this.left != null){
               resNode = this.left.postOrderSearch(id);
           }
           if (resNode != null){
               return resNode;
           }
           // 判斷右子樹是否為空，如果不為空，則進行右遞迴
           if (this.right != null){
               resNode = this.right.postOrderSearch(id);
           }
           if (resNode != null){
               return resNode;
           }
           System.out.println("進行後序遍歷~~"); // 用來判斷比較幾次
           // 判斷當前節點是否是要找的節點，如果是，則直接返回
           if (this.id == id){
               return this;
           }
           return resNode;
       }
   }