• Lenguaje

    Java

  • Descripción

    Implementa la estructura de datos de tipo ábol binario.
    Inserta y elimina cadenas de caracteres al árbol.
    Balancea el árbol. Muestra gráficos en preorden, inorden y postorden.
    También muestra propiedades del árbol como altura, número de nodos, si está completo y si está balanceado.

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import java.io.PrintStream;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.Scanner;

public class Arbol {

    private enum Sentido {IZQUIERDA, CENTRO, DERECHA};

    private Arbol izq = null, der = null;
    private String cadena;
    public static PrintStream out;

    private Arbol() {}
   
    private Arbol(String cadena) {
        this.cadena = cadena;
    }

    public static Arbol insertar(Arbol nodo, String cadena) {
        if (nodo == null)
            nodo = new Arbol(cadena);
        else if (cadena.compareTo(nodo.cadena) < 0)
            nodo.izq = insertar(nodo.izq, cadena);
        else
            nodo.der = insertar(nodo.der, cadena);
        return nodo;
    }

    public static Arbol quitar (Arbol nodo, String cadena) {
        return quitar (nodo, cadena, Sentido.IZQUIERDA);
    }

    private static Arbol quitar(Arbol nodo, String cadena, Sentido rotacion) {
        if (nodo != null) {
            if (nodo.cadena.equals(cadena)) {
                Arbol pivote;
                if (nodo.izq == null)
                    pivote = nodo.der;
                else if (nodo.der == null)
                    pivote = nodo.izq;
                else if (rotacion == Sentido.IZQUIERDA) {
                    for (pivote = nodo.izq; pivote.der != null; pivote = pivote.der);
                    pivote.der = nodo.der;
                    pivote = nodo.izq;
                } else {
                    for (pivote = nodo.der; pivote.izq != null; pivote = pivote.izq);
                    pivote.izq = nodo.izq;
                    pivote = nodo.der;
                }
                nodo = pivote;
            } else if (cadena.compareTo(nodo.cadena) < 0)
                nodo.izq = quitar(nodo.izq, cadena, rotacion);
            else
                nodo.der = quitar(nodo.der, cadena, rotacion);
        }
        return nodo;
    }

    public static void preorden(Arbol raiz, Arbol nodo) {
        if (nodo != null) {
            Arbol pivote = raiz;
            int hermanos = 0;
            Sentido direccion = Sentido.CENTRO;
            char borde1, borde2;
            while (pivote != nodo) {
                out.print((hermanos == 2 && direccion == Sentido.IZQUIERDA ?
                    '\u2502' : ' ') + " ");
                hermanos = 0;
                if (pivote.izq != null)
                    hermanos++;
                if (pivote.der != null)
                    hermanos++;
                if (nodo.cadena.compareTo(pivote.cadena) < 0) {
                    pivote = pivote.izq;
                    direccion = Sentido.IZQUIERDA;
                } else {
                    pivote = pivote.der;
                    direccion = Sentido.DERECHA;
                }
            }
            borde1 = direccion == Sentido.CENTRO ? '\u2500' :
                (hermanos == 1 || direccion == Sentido.DERECHA ? '\u2514' : '\u251C');
            borde2 = nodo.izq != null || nodo.der != null ? '\u252C' : '\u2500';
            out.println(borde1 + "\u2500" + borde2 + nodo.cadena);
            preorden(raiz, nodo.izq);
            preorden(raiz, nodo.der);
        }
    }

    public static void inorden(Arbol raiz, Arbol nodo) {
        if (nodo != null) {
            inorden(raiz, nodo.izq);
            Arbol pivote = raiz;
            Sentido direccion = Sentido.CENTRO;
            char borde1 = '\0', borde2;
            while (pivote != nodo)
                if (nodo.cadena.compareTo(pivote.cadena) < 0) {
                    out.print((direccion == Sentido.DERECHA ? '\u2502' : ' ') + " ");
                    pivote = pivote.izq;
                    direccion = Sentido.IZQUIERDA;
                } else {
                    out.print((direccion == Sentido.IZQUIERDA ? '\u2502' : ' ') + " ");
                    pivote = pivote.der;
                    direccion = Sentido.DERECHA;
                }
            switch (direccion) {
                case IZQUIERDA: borde1 = '\u250C'; break;
                case CENTRO   : borde1 = '\u2500'; break;
                case DERECHA  : borde1 = '\u2514'; break;
            }
            if (nodo.izq != null && nodo.der != null)
                borde2 = '\u253C';
            else if (nodo.izq != null)
                borde2 = '\u2534';
            else if (nodo.der != null)
                borde2 = '\u252C';
            else
                borde2 = '\u2500';
            out.println(borde1 + "\u2500" + borde2 + nodo.cadena);
            inorden(raiz, nodo.der);
        }
    }

    public static void postorden(Arbol raiz, Arbol nodo) {
        if (nodo != null) {
            postorden(raiz, nodo.izq);
            postorden(raiz, nodo.der);
            Arbol pivote = raiz;
            int hermanos = 0;
            Sentido direccion = Sentido.CENTRO;
            char borde1, borde2;
            while (pivote != nodo) {
                out.print((hermanos == 2 && direccion == Sentido.DERECHA ? '\u2502' : ' ') + " ");
                hermanos = 0;
                if (pivote.izq != null)
                    hermanos++;
                if (pivote.der != null)
                    hermanos++;
                if (nodo.cadena.compareTo(pivote.cadena) < 0) {
                    pivote = pivote.izq;
                    direccion = Sentido.IZQUIERDA;
                } else {
                    pivote = pivote.der;
                    direccion = Sentido.DERECHA;
                }
            }
            borde1 = direccion == Sentido.CENTRO ? '\u2500' :
                (hermanos==1 || direccion == Sentido.IZQUIERDA ? '\u250C': '\u251C');
            borde2 = nodo.izq!=null || nodo.der!=null ? '\u2534' : '\u2500';
            out.println(borde1 + "\u2500" + borde2 + nodo.cadena);
        }
    }

    public static int altura(Arbol nodo) {
        return nodo==null ? 0 : 1 + Math.max(altura(nodo.izq), altura(nodo.der));
    }

    public static Arbol balancear(Arbol nodo) {
        if (nodo != null) {
            nodo.izq = balancear(nodo.izq);
            nodo.der = balancear(nodo.der);
            int diferencia = altura(nodo.izq) - altura(nodo.der);
            if(diferencia > 1 || diferencia < -1) {
                String cadena = nodo.cadena;
                nodo = balancear(insertar(
                    quitar(nodo, cadena, diferencia > 1 ?
                        Sentido.DERECHA : Sentido.IZQUIERDA), cadena));
            }
        }
        return nodo;
    }

    public static int nodos(Arbol nodo) {
        return nodo==null ? 0 : 1 + nodos(nodo.izq) + nodos(nodo.der);
    }

    public static boolean completo(Arbol nodo) {
        return nodo==null || (nodos(nodo.izq) == nodos(nodo.der) &&
            completo(nodo.izq) && completo(nodo.der));
    }

    public static boolean balanceado(Arbol nodo) {
        if(nodo==null)
            return true;
        int diferencia = altura(nodo.izq) - altura(nodo.der);
        return diferencia >= -1 && diferencia <= 1 && balanceado(nodo.izq) &&
            balanceado(nodo.der);
    }

    public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
        Arbol raiz = null;
        char opcion;
        String cadena;
        Scanner teclado;
        if(System.getProperties().get("os.name").equals("Linux") || System.console()==null) {
            teclado = new Scanner(System.in);
            out = System.out;
        } else {
            teclado = new Scanner(System.in, "CP850");
            out =  new PrintStream(System.out, true, "CP850");
        }
        do {
            out.print(
                "MEN\u00DA\n" +
                "1.- Insertar cadena\n" +
                "2.- Quitar cadena\n" +
                "3.- Listado en preorden\n" +
                "4.- Listado en inorden\n" +
                "5.- Listado en postorden\n" +
                "6.- Balancear\n" +
                "7.- Consultar propiedades\n" +
                "8.- Salir\n\n" +
                "Seleccione una opci\u00F3n: ");
            do {
                cadena = teclado.nextLine();
            } while (cadena.length() != 1 || cadena.charAt(0) < '1' || cadena.charAt(0) > '8');
            opcion = cadena.charAt(0);
            out.println();
            if (raiz == null && opcion != '1' && opcion != '7' && opcion != '8')
                out.println("El \u00E1rbol est\u00E1 vac\u00EDo.");
            else
                switch (opcion) {
                    case '1':
                        out.print("Ingrese el cadena a insertar: ");
                        cadena = teclado.nextLine();
                        raiz = Arbol.insertar(raiz, cadena);
                        out.println("\nCadena agregada correctamente.");
                        break;
                    case '2':
                        out.print("Ingrese el cadena a quitar: ");
                        cadena = teclado.nextLine();
                        raiz = Arbol.quitar(raiz, cadena);
                        out.println("\nCadena borrada correctamente.");
                        break;
                    case '3': Arbol.preorden (raiz, raiz); break;
                    case '4': Arbol.inorden  (raiz, raiz); break;
                    case '5': Arbol.postorden(raiz, raiz); break;
                    case '6':
                        raiz = Arbol.balancear(raiz);
                        out.println("\u00C1rbol balanceado correctamente.");
                        break;
                    case '7':
                        out.println("Altura    : " + Arbol.altura(raiz));
                        out.println("Nodos     : " + Arbol.nodos (raiz));
                        out.println("Completo  : " + (Arbol.completo  (raiz) ? "si" : "no"));
                        out.println("Balanceado: " + (Arbol.balanceado(raiz) ? "si" : "no"));
                        break;
                }
            if (opcion != '8') {
                out.print("\nPresione <ENTER> para continuar . . . ");
                teclado.nextLine();
                out.println("\n\n\n\n\n\n\n\n");
            }
        } while (opcion != '8');
    }

}