Question

我正在将二进制搜索树作为一项任务当我尝试添加1,000,000个元素时，我遇到了问题插入15,000个元素后出现错误：

线程“main”中的异常java.lang.StackOverflowError

我的代码有问题，我无法找到我做错的地方。

public class BinarytreeInsert {

    public static void main(String[] args) {
        new BinarytreeInsert().run();
    }

    static class Node {

        Node left;
        Node right;
        int value;

        public Node(int value) {
            this.value = value;
        }
    }

    public void run() {
        Node rootnode = new Node(25);
        System.out.println("Building tree with root value " + rootnode.value);
        System.out.println("=================================");
        for(int i = 0 ; i<1_000_000;i++)
            insert(rootnode, i);

    }


    public void insert(Node node, int value) {
        if (value < node.value) {
            if (node.left != null) {
                insert(node.left, value);
            } else {
                System.out.println("  Inserted " + value + " to left of Node " + node.value);
                node.left = new Node(value);
            }
        } else if (value > node.value) {
            if (node.right != null) {
                insert(node.right, value);
            } else {
                System.out.println("  Inserted " + value + " to right of Node " + node.value);
                node.right = new Node(value);
            }
        }
    }
}

Answer 1

正如@ ajp15243所提到的，问题的直接原因是你有一个递归的insert方法，它递归得太深了。这将填充线程的方法调用堆栈，并触发异常。

根本问题是算法中的设计缺陷，并结合“病态”测试数据。

问题是您的insert方法不会尝试创建平衡二叉树。也就是说，它不会尝试创建一个树，其中节点的左子树具有（大致）与右子树相同数量的节点。

病理学是您的算法与测试数据结合产生树，其中每个节点的左子节点为null。（或类似的东西 ...）。最终的结果是你的树非常不平衡，你必须非常深入地找到插入点。

有几种方法可以解决这个问题：

理想的方法是使用保持树平衡的算法重新实现树，而不依赖于插入元素的顺序。
“作弊”的方式是找出一个插入顺序，它将导致一个平衡的树...用当前的算法。
最后，您可以创建一个元素数组，对数组进行洗牌，然后以随机顺序插入元素。这可能会导致树木不完全平衡，但病态行为的可能性将会非常小。

Answer 2

问题在于你的insert功能 - 因为你的树非常深，所以你的进度太深了。没有编译器选项的Java不支持特别深的递归调用。

最好的解决方案是将递归insert函数转换为迭代函数。简而言之 - 只需将函数中的代码放在循环中，在每次迭代时更改node。

此外，我建议使用self-balancing tree，例如red-black tree。

请注意，您的树目前看起来像这样：

这将比它需要的深得多（实际上它将是O(n)高度，这反过来会导致对树的O(n)操作。）

使用自平衡树，高度绝不会超过O(log n)。

无法在Java中向二进制搜索树添加1,000,000个元素

2 个答案: