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/*
=================================================
| Estructuras de Datos 2021 |
=================================================
| Clase: |
| > Arbol Generico |
| Alumno: |
| > Manuel Felipe Triñanes (FAI-2738) |
=================================================
*/
package jerarquicas.dinamicas;
import lineales.dinamicas.*;
public class ArbolGen {
private NodoGen raiz;
public ArbolGen() {
this.raiz = null;
}
// ---- Insertar ----
public boolean insertar(Object elemNuevo, Object elemPadre) {
boolean exito = false;
NodoGen nuevo = new NodoGen(elemNuevo, null, null);
if (this.raiz != null) {
NodoGen padre = buscarNodo(this.raiz, elemPadre);
// Si existe el padre
if (padre != null) {
// Si no tiene hijos le inserto el nuevo hijo
if (padre.getHijoIzquierdo() == null) {
padre.setHijoIzquierdo(nuevo);
} else {
// Sino apunto padre a su hijo izquierdo
padre = padre.getHijoIzquierdo();
// Para despues apuntarlo al hermano del extremo derecho
while (padre.getHermanoDerecho() != null) {
padre = padre.getHermanoDerecho();
}
// Una vez a la derecha de todos los hermanos, enlazo el hermano
// al nuevo nodo
padre.setHermanoDerecho(nuevo);
}
exito = true;
}
} else {
this.raiz = nuevo;
exito = true;
}
return exito;
}
// ---- Buscar Nodo ----
private NodoGen buscarNodo(NodoGen nodo, Object elemPadre) {
NodoGen padre = null;
if (nodo != null) {
// Si el nodo es el padre buscado, guardo en padre este nodo
if (nodo.getElem().equals(elemPadre)) {
padre = nodo;
} else {
// Sino busco en los hermanos derechos
padre = buscarNodo(nodo.getHermanoDerecho(), elemPadre);
// Si padre sigue siendo nulo entonces busco en el proximo nivel (los hijos)
if (padre == null) {
padre = buscarNodo(nodo.getHijoIzquierdo(), elemPadre);
}
}
}
return padre;
}
// ---- Pertenece ----
public boolean pertenece(Object elem) {
boolean exito = false;
if (this.raiz != null && buscarNodo(this.raiz, elem) != null) {
exito = true;
}
return exito;
}
// ---- Es Vacio ----
public boolean esVacio() {
return this.raiz == null;
}
// ---- Padre ----
public Object padre(Object elem) {
Object aRetornar = null;
if (this.raiz != null) {
aRetornar = padreAux(elem, null, this.raiz);
}
return aRetornar;
}
private Object padreAux(Object hijo, Object padre, NodoGen nodo) {
Object padreElem = null;
if (nodo != null) {
if (nodo.getElem().equals(hijo)) {
padreElem = padre;
} else {
// Sino busco en los hermanos derechos
padreElem = padreAux(hijo, padre, nodo.getHermanoDerecho());
// Si padre sigue siendo nulo entonces busco en el proximo nivel (los hijos)
if (padreElem == null) {
padreElem = padreAux(hijo, nodo.getElem(), nodo.getHijoIzquierdo());
}
}
}
return padreElem;
}
// ---- Altura ----
public int altura() {
int alt = -1;
if (this.raiz != null) {
alt = alturaAux(this.raiz);
}
return alt;
}
private int alturaAux(NodoGen nodo) {
int aRetornar = -1, contador;
if (nodo != null) {
// Recorro todos los hijos y profundizo
while (nodo != null) {
// Profundizo por izquierda
contador = alturaAux(nodo.getHijoIzquierdo()) + 1;
// Si es mas profundo
if (contador > aRetornar) {
aRetornar = contador;
}
nodo = nodo.getHermanoDerecho();
}
}
return aRetornar;
}
// ---- Nivel ----
public int nivel(Object elem) {
int niv = -1;
if (this.raiz != null) {
niv = nivelAux(this.raiz, elem, 0);
}
return niv;
}
private int nivelAux(NodoGen nodo, Object elem, int profundidad) {
int nivel = -1;
if (nodo != null) {
if (nodo.getElem().equals(elem)) {
nivel = profundidad;
} else {
nivel = nivelAux(nodo.getHermanoDerecho(), elem, profundidad);
if (nivel == -1) {
nivel = nivelAux(nodo.getHijoIzquierdo(), elem, profundidad + 1);
}
}
}
return nivel;
}
// ---- Ancestros ----
public Lista ancestros(Object elem) {
Lista lis = new Lista();
// Si el arbol no esta vacio y el primer elemento no es el elemento buscado
if (this.raiz != null && !this.raiz.getElem().equals(elem)) {
ancestrosAux(elem, lis, this.raiz);
}
return lis;
}
private boolean ancestrosAux(Object elem, Lista lis, NodoGen nodo) {
boolean exito = false;
if (nodo != null) {
// Si el elemento buscado es el nodo actual, la busqueda fue exitosa
if (nodo.getElem().equals(elem)) {
exito = true;
} else {
// Si no lo fue, busco en su hijo si es exitosa
exito = ancestrosAux(elem, lis, nodo.getHijoIzquierdo());
if (exito) {
// Si fue encontrado en si hijo lo agrego a la lista
lis.insertar(nodo.getElem(), lis.longitud() + 1);
} else {
// Sino busco entre sus hermanos
exito = ancestrosAux(elem, lis, nodo.getHermanoDerecho());
}
}
}
return exito;
}
// ---- Clone ----
public ArbolGen clone() {
ArbolGen clonado = new ArbolGen();
if (this.raiz != null) {
clonado.raiz = cloneAux(this.raiz);
}
return clonado;
}
private NodoGen cloneAux(NodoGen nodo) {
NodoGen clonado = null;
if (nodo != null) {
clonado = new NodoGen(nodo.getElem(), cloneAux(nodo.getHijoIzquierdo()),
cloneAux(nodo.getHermanoDerecho()));
}
return clonado;
}
// ---- Vaciar ----
public void vaciar() {
this.raiz = null;
}
// ---- Grado ----
public int grado() {
int gradoMax = -1;
if (this.raiz != null) {
gradoMax = gradoAux(this.raiz);
}
return gradoMax;
}
public int gradoSubarbol(Object elem) {
int cantHijos = -1;
if (this.raiz != null) {
NodoGen nodoElem = buscarNodo(this.raiz, elem);
if (nodoElem != null) {
cantHijos = gradoAux(nodoElem);
}
}
return cantHijos;
}
private int gradoAux(NodoGen nodo) {
int cantHijos = 0;
int gradoHijos = 0;
// Si tiene al menos un hijo
if (nodo != null) {
if (nodo.getHijoIzquierdo() != null) {
// Cuento cuantos hijos tiene
NodoGen nodoHijo = nodo.getHijoIzquierdo();
cantHijos++;
while (nodoHijo.getHermanoDerecho() != null) {
nodoHijo = nodoHijo.getHermanoDerecho();
cantHijos++;
}
// Pregunto al hijo izquierdo cuantos hijos tiene
nodoHijo = nodo.getHijoIzquierdo();
gradoHijos = gradoAux(nodoHijo);
// Si tiene mas que este nodo, reemplazo cantHijos por la cant de hijos
if (gradoHijos > cantHijos) {
cantHijos = gradoHijos;
}
// Ahora pregunto a cada hermano del hijo izquierdo
while (nodoHijo.getHermanoDerecho() != null) {
nodoHijo = nodoHijo.getHermanoDerecho();
gradoHijos = gradoAux(nodoHijo);
if (gradoHijos > cantHijos) {
cantHijos = gradoHijos;
}
}
}
}
return cantHijos;
}
// ---- Preorden ----
public Lista listarPreorden() {
Lista lis = new Lista();
if (this.raiz != null) {
listarPreordenAux(this.raiz, lis);
}
return lis;
}
private void listarPreordenAux(NodoGen nodo, Lista lis) {
if (nodo != null) {
// Guardo el elemento en la lista
lis.insertar(nodo.getElem(), lis.longitud() + 1);
// Si tiene hijos
if (nodo.getHijoIzquierdo() != null) {
// Hago un paso recursivo con el hijo izquierdo
listarPreordenAux(nodo.getHijoIzquierdo(), lis);
// Luego visito a los hijos hermanos
NodoGen hijo = nodo.getHijoIzquierdo().getHermanoDerecho();
while (hijo != null) {
listarPreordenAux(hijo, lis);
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
}
}
// ---- Inorden ----
public Lista listarInorden() {
Lista aRetornar = new Lista();
if (this.raiz != null) {
listarInordenAux(this.raiz, aRetornar);
}
return aRetornar;
}
private void listarInordenAux(NodoGen nodo, Lista ls) {
if (nodo != null) {
// Mientras el hijo izquierdo no sea nulo, llamo recursivamente con el hijo
// izquierdo
if (nodo.getHijoIzquierdo() != null) {
listarInordenAux(nodo.getHijoIzquierdo(), ls);
}
// Inserto el elemento en la lista
ls.insertar(nodo.getElem(), ls.longitud() + 1);
// Si hay un hijo izquierdo, entonces recorro y guardo sus hermanos derechos
if (nodo.getHijoIzquierdo() != null) {
NodoGen hijo = nodo.getHijoIzquierdo().getHermanoDerecho();
while (hijo != null) {
listarInordenAux(hijo, ls);
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
}
}
// ---- Posorden ----
public Lista listarPosorden() {
Lista aRetornar = new Lista();
if (this.raiz != null) {
listarPosordenAux(this.raiz, aRetornar);
}
return aRetornar;
}
private void listarPosordenAux(NodoGen nodo, Lista lis) {
if (nodo != null) {
if (nodo.getHijoIzquierdo() != null) {
// Hago un paso recursivo con el hijo izquierdo
listarPosordenAux(nodo.getHijoIzquierdo(), lis);
// Luego visito a los hijos hermanos
NodoGen hijo = nodo.getHijoIzquierdo().getHermanoDerecho();
while (hijo != null) {
listarPosordenAux(hijo, lis);
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
lis.insertar(nodo.getElem(), lis.longitud() + 1);
}
}
// ---- Listar Niveles ----
public Lista listarPorNiveles() {
Cola cAux = new Cola();
Lista lis = new Lista();
NodoGen nodo;
int i = 1;
if (this.raiz != null) {
cAux.poner(this.raiz);
while (!cAux.esVacia()) {
nodo = (NodoGen) cAux.obtenerFrente();
cAux.sacar();
lis.insertar(nodo.getElem(), i);
i++;
if (nodo.getHijoIzquierdo() != null) {
// Guardo en la cola el hijo izquierdo
cAux.poner(nodo.getHijoIzquierdo());
// Luego visito a los hijos hermanos
NodoGen hijo = nodo.getHijoIzquierdo().getHermanoDerecho();
while (hijo != null) {
cAux.poner(hijo);
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
}
}
return lis;
}
// ---- To String ----
public String toString() {
return toStringAux(this.raiz);
}
private String toStringAux(NodoGen nodo) {
String enTexto = "";
if (nodo != null) {
enTexto += nodo.getElem().toString() + " -> ";
NodoGen hijo = nodo.getHijoIzquierdo();
while (hijo != null) {
enTexto += hijo.getElem().toString() + ", ";
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
hijo = nodo.getHijoIzquierdo();
while (hijo != null) {
enTexto += "\n" + toStringAux(hijo);
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
return enTexto;
}
// ---- Simulacro Parcial ----
public boolean verificarCamino(Lista lis) {
boolean exito = false;
if (this.raiz != null && lis.recuperar(1).equals(this.raiz.getElem())) {
exito = verificarCaminoAux(this.raiz, lis, 1);
}
return exito;
}
private boolean verificarCaminoAux(NodoGen nodo, Lista lis, int pos) {
boolean exito = false;
boolean exitoHijo = false;
if (nodo != null) {
if (nodo.getElem().equals(lis.recuperar(pos))) {
exito = true;
// Si todavia hay elementos a analizar en la lista
if (pos < lis.longitud()) {
// Apunto hijo al hijo izquierdo
NodoGen hijo = nodo.getHijoIzquierdo();
// Y hago la llamada recursiva con cada hijo hasta que alguno de true o no haya
// mas hermanos
while (hijo != null && !exitoHijo) {
exitoHijo = verificarCaminoAux(hijo, lis, pos + 1);
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
// Si despues de recorrer a todos los hijos del nodo no hay ninguno igual al
// siguiente elemento
if (!exitoHijo) {
// La busqueda se vuelve falsa
exito = false;
}
}
}
}
return exito;
}
public Lista listarEntreNiveles(int niv1, int niv2) {
Lista lis = new Lista();
if (this.raiz != null && niv2 >= 0 && niv1 >= 0) {
lis = listarEntreNivelesAux(niv1, niv2, lis, this.raiz, 0);
}
return lis;
}
private Lista listarEntreNivelesAux(int niv1, int niv2, Lista lis, NodoGen nodo, int altura) {
if (nodo != null && altura <= niv2) {
// Si estoy dentro del rango guardo el elemento
if (altura >= niv1) {
lis.insertar(nodo.getElem(), lis.longitud()+1);
}
// Bajo si es que hay hijos y quedan niveles por bajar
if (nodo.getHijoIzquierdo() != null && altura != niv2) {
lis = listarEntreNivelesAux(niv1, niv2, lis, nodo.getHijoIzquierdo(), altura + 1);
NodoGen hermano = nodo.getHijoIzquierdo().getHermanoDerecho();
while (hermano != null) {
lis = listarEntreNivelesAux(niv1, niv2, lis, hermano, altura + 1);
hermano = hermano.getHermanoDerecho();
}
}
}
return lis;
}
// ---- Parcial ----
public boolean esHermanoAnterior(Object a, Object b){
boolean exito = false;
if(this.raiz != null && a != null && b != null){
exito = esHermanoAnteriorAux(this.raiz,a, b);
}
return exito;
}
private boolean esHermanoAnteriorAux(NodoGen nodo, Object anterior, Object posterior){
boolean exito = false;
boolean exitoAnterior = false;
boolean exitoPosterior = false;
if(nodo != null){
NodoGen hijo = nodo.getHijoIzquierdo();
if(hijo != null){
if(!hijo.getElem().equals(anterior)){
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
while(hijo != null && !exitoAnterior){
if(hijo.getElem().equals(anterior)){
exitoAnterior = true;
}else{
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
} else{
exitoAnterior = true;
}
if(exitoAnterior){
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
while(hijo != null && !exitoPosterior){
if(hijo.getElem().equals(posterior)){
exitoPosterior = true;
}else{
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
}
if(exitoAnterior && exitoPosterior){
exito = true;
}else if(!exitoAnterior && !exitoPosterior){
hijo = nodo.getHijoIzquierdo();
while(hijo != null && !exito){
exito = esHermanoAnteriorAux(hijo, anterior, posterior);
hijo = hijo.getHermanoDerecho();
}
}
}
}
return exito;
}
}