OOP：具有递归类定义的继承

Question

我（递归地）定义了一个用于实现二叉树的类（在 Java 中）：

class BinaryTree {
    protected int key;
    protected BinaryTree left, right;

    // some methods...
}

我想从中实现一个二叉搜索树，像这样：

class BinarySearchTree extends BinaryTree {
    // ...

    public BinarySearchTree search(int x) {
        if (x == key)
            return this;
        if (x < key)
            if (left != null)
                return left.search(x);  // (*)
        else
            if (right != null)
                return right.search(x); // (*)
        return null;
    }
}

当然，标有// (*) 的行不会编译，因为left 和right 只是BinaryTrees，没有任何search() 方法。

所以我想知道是否有一种方法可以从BinaryTree 超类但定义BinarySearchTree，而left 和right 实际上是BinarySearchTrees。

或者也许有更好的方法来实现二叉树和 搜索 之间的关系：我应该定义一个单独的 Node 类吗？我应该使用模板吗？我应该完全避免递归定义吗？ ...

Answer 1

您可以使用递归泛型。

定义一个递归泛型类型变量，比如B：

class BinaryTree<B extends BinaryTree<B>> {

并使您的字段成为这种类型：

protected B left, right;

然后定义：

class BinarySearchTree extends BinaryTree<BinarySearchTree> {

现在left 和right 也是BinarySearchTree 类型，允许您调用left.search 和right.search。

Answer 2

我觉得BinaryTreeNode 应该被创建为BinaryTree.java 的内部类。 BinaryTreeNode 可以有int data，以及left 和right 节点的两个BinaryTreeNode 类型的引用

BinaryTree.java 应该有一个 BinaryTreeNode 类型的引用，这将是树的根。

现在BinarySearchTree extends BinaryTree 看起来不错，您可以在其中包含一个方法，如下签名。

BinaryTreeNode `search( int k, BinaryTreeNode root)`

现在您可以定义递归方法了。

请参阅带有基本骨架的示例代码。

BinaryTreeNode.java

public class BinaryTreeNode {

    private int data;
    private BinaryTreeNode left, right;

    public BinaryTreeNode(int data) {
        this.setData(data);
    }

    public BinaryTreeNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(BinaryTreeNode left) {
        this.left = left;
    }

    public BinaryTreeNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(BinaryTreeNode right) {
        this.right = right;
    }

    public int getData() {
        return data;
    }

    public void setData(int data) {
        this.data = data;
    }

}

BinaryTree.java

public class BinaryTree {
    protected BinaryTreeNode root;

    // other basic methods needed for creating the Binary tree.
}

BinarySearchTree.java

public class BinarySearchTree extends BinaryTree {
    public BinaryTreeNode search(int k) {
        return search(k, root);
    }

    private BinaryTreeNode search(int k, BinaryTreeNode root) {
        if (root.getData() == k) {
            return root;
        }
        if (root.getData() < k) {
            return search(k, root.getRight());
        } else {
            return search(k, root.getLeft());
        }
    }
    // add other methods needed for creating the Binary search tree.
    // also override the methods which needs to be modified for their behavior
    // for binary search tree
}