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public class Tree234 {
private Node root = new Node() ;
/*public Tree234(){
root = new Node();
}*/
//查找关键字值
public int find(long key){
Node curNode = root;
int childNumber ;
while(true){
if((childNumber = curNode.findItem(key))!=-1){
return childNumber;
}else if(curNode.isLeaf()){//节点是叶节点
return -1;
}else{
curNode = getNextChild(curNode,key);
}
}
}
public Node getNextChild(Node theNode,long theValue){
int j;
int numItems = theNode.getNumItems();
for(j = 0 ; j < numItems ; j++){
if(theValue < theNode.getItem(j).dData){
return theNode.getChild(j);
}
}
return theNode.getChild(j);
}
//插入数据项
public void insert(long dValue){
Node curNode = root;
DataItem tempItem = new DataItem(dValue);
while(true){
if(curNode.isFull()){//如果节点满数据项了，则分裂节点
split(curNode);
curNode = curNode.getParent();
curNode = getNextChild(curNode, dValue);
}else if(curNode.isLeaf()){//当前节点是叶节点
break;
}else{
curNode = getNextChild(curNode, dValue);
}
}//end while
curNode.insertItem(tempItem);
}
public void split(Node thisNode){
DataItem itemB,itemC;
Node parent,child2,child3;
int itemIndex;
itemC = thisNode.removeItem();
itemB = thisNode.removeItem();
child2 = thisNode.disconnectChild(2);
child3 = thisNode.disconnectChild(3);
Node newRight = new Node();
if(thisNode == root){//如果当前节点是根节点，执行根分裂
root = new Node();
parent = root;
root.connectChild(0, thisNode);
}else{
parent = thisNode.getParent();
}
//处理父节点
itemIndex = parent.insertItem(itemB);
int n = parent.getNumItems();
for(int j = n-1; j > itemIndex ; j--){
Node temp = parent.disconnectChild(j);
parent.connectChild(j+1, temp);
}
parent.connectChild(itemIndex+1, newRight);
//处理新建的右节点
newRight.insertItem(itemC);
newRight.connectChild(0, child2);
newRight.connectChild(1, child3);
}
//打印树节点
public void displayTree(){
recDisplayTree(root,0,0);
}
private void recDisplayTree(Node thisNode,int level,int childNumber){
System.out.println("levle="+level+" child="+childNumber+" ");
thisNode.displayNode();
int numItems = thisNode.getNumItems();
for(int j = 0; j < numItems+1 ; j++){
Node nextNode = thisNode.getChild(j);
if(nextNode != null){
recDisplayTree(nextNode, level+1, j);
}else{
return;
}
}
}
//数据项
class DataItem{
public long dData;
public DataItem(long dData){
this.dData = dData;
}
public void displayItem(){
System.out.println("/"+dData);
}
}
//节点
class Node{
private static final int ORDER = 4;
private int numItems;//表示该节点有多少个数据项
private Node parent;//父节点
private Node childArray[] = new Node[ORDER];//存储子节点的数组，最多有4个子节点
private DataItem itemArray[] = new DataItem[ORDER-1];//存放数据项的数组，一个节点最多有三个数据项
//连接子节点
public void connectChild(int childNum,Node child){
childArray[childNum] = child;
if(child != null){
child.parent = this;
}
}
//断开与子节点的连接，并返回该子节点
public Node disconnectChild(int childNum){
Node tempNode = childArray[childNum];
childArray[childNum] = null;
return tempNode;
}
//得到节点的某个子节点
public Node getChild(int childNum){
return childArray[childNum];
}
//得到父节点
public Node getParent(){
return parent;
}
//判断是否是叶节点
public boolean isLeaf(){
return (childArray[0] == null)?true:false;
}
//得到节点数据项的个数
public int getNumItems(){
return numItems;
}
//得到节点的某个数据项
public DataItem getItem(int index){
return itemArray[index];
}
//判断节点的数据项是否满了（最多3个）
public boolean isFull(){
return (numItems == ORDER-1) ? true:false;
}
//找到数据项在节点中的位置
public int findItem(long key){
for(int j = 0 ; j < ORDER-1 ; j++){
if(itemArray[j]==null){
break;
}else if(itemArray[j].dData == key){
return j;
}
}
return -1;
}
//将数据项插入到节点
public int insertItem(DataItem newItem){
numItems++;
long newKey = newItem.dData;
for(int j = ORDER-2 ; j >= 0 ; j--){
if(itemArray[j] == null){//如果为空，继续向前循环
continue;
}else{
long itsKey = itemArray[j].dData;//保存节点某个位置的数据项
if(newKey < itsKey){//如果比新插入的数据项大
itemArray[j+1] = itemArray[j];//将大数据项向后移动一位
}else{
itemArray[j+1] = newItem;//如果比新插入的数据项小，则直接插入
return j+1;
}
}
}
//如果都为空，或者都比待插入的数据项大，则将待插入的数据项放在节点第一个位置
itemArray[0] = newItem;
return 0;
}
//移除节点的数据项
public DataItem removeItem(){
DataItem temp = itemArray[numItems-1];
itemArray[numItems-1] = null;
numItems--;
return temp;
}
//打印节点的所有数据项
public void displayNode(){
for(int j = 0 ; j < numItems ; j++){
itemArray[j].displayItem();
}
System.out.println("/");
}
}
}