1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
| using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Text.RegularExpressions;
using System.Threading.Tasks;
namespace BinTree
{
/// <summary>
// Программа позволяет построить бинарное дерево и выполнять операции над ним:
// - включения элемента в дерево в соответствии с его значением,
// - поиск элемента,
// - вывод на экран элементов, включённых в дерево, в порядке возрастания и убывания,
// - удаление элемента,
// - подсчёт количества элементов.
/// </summary>
///
public class BinTree
{
/// <summary>
/// Корень бинарного дерева
/// </summary>
public BinTreeNode Root { get; private set; }
/// <summary>
/// Подсчёт количества элементов в дереве
/// </summary>
/// <returns></returns>
public int Count
{
get
{
return CountRec(Root); // вызов рекурсивной функции подсчета вершин
}
}
/// <summary>
/// Подсчёт количества элементов в дереве через рекурсивный обход его элементов
/// </summary>
/// <returns></returns>
int CountRec(BinTreeNode R)
{
if (R == null)
return 0;
else return CountRec(R.Left) + 1 + CountRec(R.Right);
}
/// <summary>
/// Добавление элемента (узла) в дерево в соответствии с заданным порядком значений.
/// Параметр - значение, записываемое в добавленный узел.
/// </summary>
public void AddNode(string value)
{
BinTreeNode R = Root;
AddNewNode(ref R, value); // запускаем рекурсивный алгоритм вставки иновой вершины в дерево
if (Root == null)
Root = R;
return;
}
/// <summary>
/// Добавление нового узла со значением value в дерево с корнем R.
/// Поиск места для вставки нового узла - рекурсивный.
/// Ссылка на узел передаётся по ссылке, чтобы можно было установить связь
/// созданного узла с его предком, левым или правым потомком которого
/// новый узел будет.
/// Для первого созданного узла ссылка на него будет записана в корень дерева.
/// </summary>
static int i = 1;
void AddNewNode(ref BinTreeNode R, string value)
{
if (R == null) // Нашли ли "свободное место"?
{ // Нерекурсивная ветвь - вставляем новый элемент в дерево:
BinTreeNode NewNode = new BinTreeNode(); // создаём новый элемент
NewNode.Info = value;// запоминаем в его информационном поле значение
NewNode.count = i;
NewNode.Left = null; // элемент - листовой, левого потомка нет
NewNode.Right = null;// элемент - листовой, правого потомка нет
R = NewNode; // возвращаем ссылку на созданный узел
i++;
return;
}
else
{ // Рекурсивная ветвь - продолжаем поиск "предка" для нового узла:
int result = value.CompareTo(R.Info);
if (result > 0)
{ // Новое значение больше значения выбранного узла - новый узел будет в правом поддереве:
BinTreeNode FR = R.Right;
AddNewNode(ref FR, value);
R.Right = FR;
}
else
{
if (result < 0)
{ // Новое значение меньше значения выбранного узла - новый узел будет в левом поддереве:
BinTreeNode FR = R.Left;
AddNewNode(ref FR, value);
R.Left = FR;
}
else
{
Console.WriteLine("Данное значение уже присутсвует в дереве под номером {0}", R.count);
}
}
return;
}
}
/// <summary>
/// Удаление всех узлов дерева рекурсивным обходом.
/// </summary>
public void ClearTree()
{
BinTreeNode R = Root;
ClearAllNodes(R); // запускаем рекурсивный алгоритм обхода вершин
Root = null; // стираем ссылку на корень
return;
}
/// <summary>
/// Обход вершин дерева для его уичтожения.
/// </summary>
void ClearAllNodes(BinTreeNode R)
{
if (R == null) // Вершины нет - удалять нечего
{ // Нерекурсивная ветвь - возврат:
return;
}
else
{ // Рекурсивная ветвь - продолжаем поиск обход:
ClearAllNodes(R.Left); // обходим потомка - левое поддерево
R.Left = null; // стираем ссылку на левого потомка
ClearAllNodes(R.Right); // обходим потомка - правое поддерево
R.Right = null; // стираем ссылку на правого потомка
return;
}
}
/// <summary>
/// Формирование строки, содержащей все значения, записанные в бинарное дерево,
/// для их вывода на экран.
/// Значения выводятся в порядке возрастания.
/// Рекурсивный вариант.
/// </summary>
/// <returns></returns>
/// <summary>
/// Рекурсивный обход списка и формирование строки, содержащей значения.
/// </summary>
/// <returns></returns>
public void Min(BinTreeNode R)
{
string stringBuilder;
if (R != null) // Нерекурсивная ветвь - элементов (больше) нет.
{ // Рекурсивная ветвь:
Min(R.Left); // вывод значений из левого потомка
stringBuilder = R.count + " " + R.Info;// вывод значения из текущего узла дерева
Console.WriteLine(stringBuilder);
Min(R.Right);// вывод значений из правого потомка
// Пополнили строку - возвращаем:
}
}
/// <summary>
/// Формирование строки, содержащей все значения, записанные в бинарное дерево,
/// для их вывода на экран.
/// Значения выводятся в порядке убывания.
/// Рекурсивный вариант.
/// </summary>
/// <returns></returns>
public string ToStringFromMax()
{
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
// Запуск рекурсивной функции добавления значений в строку.
// Рекурсией управляет параметр - ссылка на выбранный узел дерева.
// Прямой ход рекурсии начинается с корневого узла.
stringBuilder.AppendFormat("{0},", AddToStringValMax(Root));
return stringBuilder.ToString();
}
/// <summary>
/// Рекурсивный обход списка и формирование строки, содержащей значения.
/// </summary>
/// <returns></returns>
public string AddToStringValMax(BinTreeNode R)
{
String stringBuilder;
if (R == null) // Нерекурсивная ветвь - элементов (больше) нет.
{ // Прямой ход рекурсии завершён:
stringBuilder = ""; // проинициализировали и
return stringBuilder.ToString(); // вернули строку - она может пополниться
}
else
{ // Рекурсивная ветвь:
stringBuilder = " " + AddToStringValMax(R.Right) // вывод значений из правого потомка
+ " " + R.Info // вывод значения из текущего узла дерева
+ " " + AddToStringValMax(R.Left); // вывод значений из левого потомка
// Пополнили строку - возвращаем:
return stringBuilder.ToString();
}
}
}
public class BinTreeNode
{
public BinTreeNode()
{
}
public BinTreeNode(string value)
{
Info = value;
}
public int count { get; set; }
public string Info { get; set; }
public BinTreeNode Left { get; set; }
public BinTreeNode Right { get; set; }
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
BinTree binTree = new BinTree(); // инициализация дерева
string command;
// Вывод строки-подсказки со списком команд - операций над списком:
Console.WriteLine("Введите print_min|print_max|add @value@|clear|count|delete @value@|end");
while (true) // Основной цикл - выпонение операций над списком
{
Console.Write(">");
command = Console.ReadLine(); // чтение команды с клавиатуры и
// и сопоставление её со списком заданных в программе команд:
Match match = Regex.Match(command, @"(?<command>print_min|print_max|add|clear|count|delete|end)\s*(?<arguments>\w*)");
// Выбор и выполнение заданной команды:
if (match.Groups["command"].Success)
{
switch (match.Groups["command"].Value)
{
case "print_min":
binTree.Min(binTree.Root);
break;
case "print_max":
Console.WriteLine(binTree.ToStringFromMax());
break;
case "add":
string int_val = Convert.ToString(match.Groups["arguments"].Value);
binTree.AddNode(int_val);
break;
case "clear":
binTree.ClearTree();
break;
case "count":
Console.WriteLine(binTree.Count);
break;
case "delete":
///binTree.Delete(match.Groups["arguments"].Value);
break;
case "end":
return;
}
}
else
Console.WriteLine("Неверная команда");
};
}
}
} |