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我正在做一个家庭作业项目,我从文件中读取连接站列表并创建格式为(键 = 字符串站,值 = ArrayList 连接站)的哈希图,到目前为止一切都很好。

然后,用户可以选择一个家庭电台,此时我正在尝试创建一棵树来表示家里所有可访问的电台。例如,树可能如下所示:

           HomeStation
           /      \
    station1      station2
                /   |     \
        station3 station4 station 5

但是我无法解决如何将这些站点添加到树中,而不仅仅是根及其子项。所以任何人都可以给我一些关于我应该做什么/看什么的指示。

到目前为止,我的 TreeNode 类:

/**
* TreeNode class 
* Represents a N-ary tree node
* Uses ArrayList to hold the children.
* @author Ásta B. Hansen (11038973)
*
*/
public class TreeNode {
    private String station;
    private TreeNode parent;
    private List<TreeNode> children;

    /**
     * Constructor
     * @param station - the station to be stored in the node
     */
    public TreeNode(String station) {
        this.station = station;
        parent = null;
        children = new ArrayList<TreeNode>(); //Empty list of children  
    }

    /**
     * Sets the station in this node
     * @param station - the station to be stored
     */
    public void setStation(String station) {
        this.station = station;
    }

    /**
     * Returns the station in this node
     * @return station
     */
    public String getStation() {
         return station;
    }

    /**
     * Sets the parent of this node
     * @param parent - the parent node
     */
    public void setParent(TreeNode parent) {
        this.parent = parent;
    }

    /**
     * Returns the parent of this node or null if there is no parent
     * @return parent
     */
    public TreeNode getParent() {
        return parent;
    }

    /**
     * Adds a single child to this node
     * @param newChild - the child node to be added
     */
    public void addChild(TreeNode newChild) {
        children.add(newChild);
        newChild.setParent(this);
    }

    /**
     * Returns a list of the children of this node
     * @return children - the children of the node
     */
    public List<TreeNode> getChildren() {
        return children;
    }

    /**
     * Returns the number of children this node has
     * @return number of children
     */
    public int getNumberOfChildren() {
        return children.size();
    }

    /**
     * Indicates whether this is a leaf node (has no children)
     * @return true if the node has no children 
     */
    public boolean isLeaf() {
        return children.isEmpty();
    }

    /**
     * TODO print preOrder tree
     */
    public void printPreOrder() {

    }

    /**
     * TODO print postOrder tree
     */
    public void printPostOrder() {

    }
}

在主要:

private static void selectHome() {
    if(network != null) {
        System.out.print("Please enter the name of the home station> ");
        homeStation = scan.next();
        if(!network.hasStation(homeStation)) { //if station does not exist
            System.out.println("There is no station by the name " + homeStation + "\n");
            homeStation = null;
        } else {
            //create the tree with homeStation as root
            createTree(homeStation);
        }
    } else {
        System.out.println("You must load a network file before choosing a home station.\n");
    }
}
private static void createTree(String homeStation) {

    root = new TreeNode(homeStation); //create root node with home station
    //TODO Construct the tree

    //get list of connecting stations from network (string[])
    //and add the stations as children to the root node
    for(String stationName : network.getConnections(homeStation)) {
        TreeNode child = new TreeNode(stationName);
        root.addChild(child);
        //then for every child of the tree get connecting stations from network
        //and add those as children of the child. 
        //TODO as long as a station doesn't already exist in the tree.

    }   
}

编辑: 车站输入文件

Connection: Rame Penlee
Connection: Penlee Rame
Connection: Rame Millbrook
Connection: Millbrook Cawsand
Connection: Cawsand Kingsand
Connection: Kingsand Rame
Connection: Millbrook Treninnow
Connection: Treninnow Millbrook
Connection: Millbrook Antony
Connection: Antony Polbathic
Connection: Polbathic Rame
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1 回答 1

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这是一个基本问题(我猜这一定是某种家庭作业),我认为一个简单的递归可以帮助您解决它。

创建一个查找节点的每个子节点的函数,并在每个子节点上调用此函数:

private static void addNodesRecursive(TreeNode node) {
    for(String stationName : network.getConnections(node)) {
        TreeNode child = new TreeNode(stationName);
        node.addChild(child);
        addNodesRecursive(child);
    }   
}

这仅在我们制作的图形是DAG时才有效。如果图中有任何循环(甚至是双向边),它将失败。

它将失败,因为我们还没有存储之前是否将节点添加到我们的图表中。父母将与孩子相连,反之亦然,他们将被无限地添加为彼此的邻居。

您可以做的事情是:制作一个存储已添加内容的列表。

private static void addNodesRecursive(TreeNode node, List<TreeNode> addedList) {
    for(String stationName : network.getConnections(node)) {
        TreeNode child = new TreeNode(stationName);
        node.addChild(child);
        addedList.add(child);
        addNodesRecursive(child, addedList);
    }   
}

如果新节点不在 addedList 中,则仅添加它:

private static void addNodesRecursive(TreeNode node, List<String> addedList) {
    for(String stationName : network.getConnections(node)) {
        if (!addedList.contains(stationName)) {
            TreeNode child = new TreeNode(stationName);
            node.addChild(child);
            addedList.add(child);
            addNodesRecursive(child, addedList);
        }
    }   
}

您只需要在根节点上调用它,因此您createTree将是:

private static void createTree(String homeStation) {
    root = new TreeNode(homeStation);
    List<String> addedList = new ArrayList<String>();
    addedList.add(homeStation);
    addNodesRecursive(root, addedList);
}

BAM 你完成了。调用createTree将从根开始创建树。

PS我正在写这个,我没有尝试我的代码,我的Java也有点生疏,所以你可以期望它包含语法错误(就像我已经将我所有的小s字符串更正为大写S现在)。


编辑

如果您有任何成为程序员的计划,那么能够自己解决递归问题非常重要。关于如何找出递归的一些帮助。

  1. 有些问题(像你的问题)闻起来像递归。它们是关于深入多个方向的算法,你只是无法通过简单的循环来完成它。或者当您尝试构建可以包含同一事物的多个实例的东西时,依此类推。不过要小心。如果您使用命令式语言进行编程(大多数语言,除了一些声明性语言,如ErlangProlog等......其中递归既是面包又是黄油),递归往往非常昂贵。如果你能想到一个产生相同结果但不是递归的算法,它通常更便宜。
  2. 如果您决定问题需要递归,那就去做吧:尝试找到递归的构建块。在您的情况下,它是“创建一个节点并将其所有子节点添加到它”。子节点应该包含它们的子节点,因此当您添加子节点时,您会在每个节点上调用相同的步骤(该步骤是查找并添加它们的子节点)。
  3. 我们准备好了吗?在处理递归问题时,我通常觉得即使一切都很完美,也必须有一些事情要做。这是因为您没有从头到尾编写算法,而是以一种奇怪的不自然顺序。在你的情况下,我们还远远没有准备好。
  4. 为什么不是无限的?在处理递归时,很容易使函数无限调用自身,从而导致堆栈溢出。我们需要找到函数的边界。在您的情况下,如果节点没有更多子节点,递归将结束。但是等等:如果连接是双向的,两个节点将成为彼此的孩子,所以每个节点都会有一个孩子!不知何故,我们需要停止将节点添加到树中!我能想到的最直接的解决方案是记住之前添加了哪些节点,只有在尚未添加节点时才添加节点。节点列表是有限的,所以我们最终会用完新节点。关键字是if。应该有一个如果在每次递归中。并且应该存在递归停止的条件分支。
  5. 我的算法在做什么?当你觉得自己到了某个地方时,停下来,试着思考一下你的算法当前在做什么。它将如何开始?在某些情况下,您需要在开始递归之前编写几行初始化。在您的情况下,我需要创建根,创建一个字符串列表,然后在调用递归之前将根的名称添加到列表中。确保你的算法有一切可以开始。还要确保它在你想要的时候结束。确保您的条件在正确的位置。试着通过简单的例子来思考。

至少我是这样做的(并且在回答这个问题时也这样做了:))。

于 2013-04-26T06:22:49.597 回答