árbol binario en java: obtener altura, número de nodos, balance entre ramas, etc

[Mac]

Escribir un programa que cree un árbol binario con números
Generados aleatoria-mente y muestre por pantalla:

a) La altura de cada nodo del árbol

b) La diferencia de alturas entre las ramas y derecha de cada nodo.

He conseguida programar todo el programa que me piden hacer pero no consigo el como hallar el punto a) La altura de cada nodo del árbol
Anexare el código

Si alguien sabe como hallar la altura agradecería que me guiaran 
Muchísimas Gracias
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ArbolBinario.java

Código: [Seleccionar]

package arboles.ArbolBinario;

public class ArbolBinario {

    private Nodo raiz;
    int cant;
    int altura;

    public ArbolBinario() {
        this.raiz = null;
    }

    public void agregar(int dato) {
        Nodo nuevo = new Nodo(dato, null, null);
        insertar(nuevo, raiz);
    }

    public void insertar(Nodo nuevo, Nodo pivote) {
        if (this.raiz == null) {
            raiz = nuevo;
        } else {
            if (nuevo.getDato() <= pivote.getDato()) {
                if (pivote.getIzq() == null) {
                    pivote.setIzq(nuevo);
                } else {
                    insertar(nuevo, pivote.getIzq());
                }
            } else {
                if (pivote.getDer() == null) {
                    pivote.setDer(nuevo);
                } else {
                    insertar(nuevo, pivote.getDer());
                }
            }
        }

    }

    //metodos nuevos
    public boolean existe(int info) {
        Nodo reco = raiz;
        while (reco != null) {
            if (info == reco.getDato()) {
                return true;
            } else if (info > reco.getDato()) {
                reco = reco.getDer();
            } else {
                reco = reco.getIzq();
            }
        }
        return false;
    }

    public int cantidad() {
        cant = 0;
        cantidad(raiz);
        return cant;
    }

    private void cantidad(Nodo reco) {
        if (reco != null) {
            cant++;
            cantidad(reco.getIzq());
            cantidad(reco.getDer());
        }
    }

    private void cantidadNodosHoja(Nodo reco) {
        if (reco != null) {
            if (reco.getIzq() == null && reco.getDer() == null) {
                cant++;
            }
            cantidadNodosHoja(reco.getIzq());
            cantidadNodosHoja(reco.getDer());
        }
    }

    public int cantidadNodosHoja() {
        cant = 0;
        cantidadNodosHoja(raiz);
        return cant;
    }

    public int retornarAltura() {
        altura = 0;
        retornarAltura(raiz, 1);
        return altura;
    }

    private void retornarAltura(Nodo reco, int nivel) {
        if (reco != null) {
            retornarAltura(reco.getIzq(), nivel + 1);
            if (nivel > altura) {
                altura = nivel;
            }
            retornarAltura(reco.getDer(), nivel + 1);
        }
    }

    public void menorValor() {
        if (raiz != null) {
            Nodo reco = raiz;
            while (reco.getIzq() != null) {
                reco = reco.getIzq();
            }
            System.out.println("Menor valor del árbol:" + reco.getDato());
        }
    }

    public void mayorValor() {
        if (raiz != null) {
            Nodo reco = raiz;
            while (reco.getDer() != null) {
                reco = reco.getDer();
            }
            System.out.println("Mayor valor del árbol:" + reco.getDato());
        }
    }

    int subizq = 0;
    int subder = 0;

    public void imprimirBalance() {
        subizq = 0;
        subder = 0;

        Balance(this.raiz, true, 0);
        System.out.println("lado Izquierdo " + subizq + " Lado Derecho " + subder);
        if (subizq - subder == 0) {
            System.out.println("El balance es: 0 ");
        } else if (subizq - subder == -1) {
            System.out.println("El balance es -1, derecha");
        } else if (subizq - subder == 1) {
            System.out.println("El balance 1, izquierda");

        } else {
            System.out.println("No es balanceado.."
                    + "porque es mas grande el lado "
                    + ((subizq > subder) ? "Izquierdo" : "Derecho"));
        }

    }

    public void Balance(Nodo reco, boolean lado, int i) {

        if (reco != null) {

            if (reco.getDer() == null && reco.getIzq() == null) {
                if (lado) {
                    subder = (i > subder) ? i : subder;
                } else {
                    subizq = (i > subizq) ? i : subizq;
                }
            }

            Balance(reco.getDer(), lado, i + 1);
            if (i == 0) {
                lado = false;
            }
            Balance(reco.getIzq(), lado, i + 1);
        }

    }

    //altura arbol
    String[] niveles;

    public int alturaArbol() {
        altura = 0;
        alturaArbol(raiz, 0);
        return altura;
    }

    private void alturaArbol(Nodo pivote, int nivel) {
        if (pivote != null) {
            alturaArbol(pivote.getIzq(), nivel + 1);
            if (nivel > altura) {
                altura = nivel;
            }
            alturaArbol(pivote.getDer(), nivel + 1);
        }
    }

    public void imprimirNivel() {
        niveles = new String[altura + 1];

        imprimirNivel(raiz, 0);
        for (int i = 0; i < niveles.length; i++) {
            System.out.println(niveles[i] + " En nivel: " + i);
        }
    }

    public void imprimirNivel(Nodo pivote, int nivel2) {
        if (pivote != null) {
            niveles[nivel2] = pivote.getDato() + ", " + ((niveles[nivel2] != null) ? niveles[nivel2] : "");
            imprimirNivel(pivote.getDer(), nivel2 + 1);
            imprimirNivel(pivote.getIzq(), nivel2 + 1);
        }
    }
}

Main.java

Código: [Seleccionar]

package arboles.ArbolBinario;

import java.util.Scanner;

public class Main {

    public static void main(String[] arg) {
        ArbolBinario abo = new ArbolBinario();
        int var;
        int valor;
        Scanner texto = new Scanner(System.in);
        System.out.println(" Insertando los siguientes valores Randomicamente : ");
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            valor = (int) (Math.random() * 100);
            System.out.print(valor + " ");
            abo.agregar(valor);
        }

        do {
            System.out.println(" ");
            System.out.println(" ");
            System.out.println("1.- Cantidad de nodos del arbol");
            System.out.println("2.- cantidad de nodos hoja");
            System.out.println("3.- Altura del arbol");
            System.out.println("4.- BALANCE");
            System.out.println("0.- Salir");
            var = texto.nextInt();
            switch (var) {
                case 1:
                    System.out.println("Cantidad de nodos del árbol:" + abo.cantidad());
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("Cantidad de nodos hoja:" + abo.cantidadNodosHoja());
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("La alturra del arbol es:" + abo.retornarAltura());
                    break;
                case 4:
                    abo.imprimirBalance();
                    break;
            }
        } while (var != 0);

    }

}

Nodo.java

Código: [Seleccionar]

package arboles.ArbolBinario;

public class Nodo {

    private int dato;
    private Nodo izq, der;

    public Nodo(int dato, Nodo izq, Nodo der) {
        this.dato = dato;
        this.izq = izq;
        this.der = der;
    }

    public int getDato() {
        return dato;
    }

    public void setDato(int dato) {
        this.dato = dato;
    }

    public Nodo getIzq() {
        return izq;
    }

    public void setIzq(Nodo izq) {
        this.izq = izq;
    }

    public Nodo getDer() {
        return der;
    }

    public void setDer(Nodo der) {
        this.der = der;
    }

}


[Mac]

Me interesa mas que todo como puedo sacar la -- > a) La altura de cada nodo del árbol

[Ogramar]

¿Qué significa b) La diferencia de alturas entre las ramas y derecha de cada nodo.?

[Mac]

Ya ese pues me sale .. en la opción de Balance

Significa que me diga la diferencia de  lado Izquierdo y Lado Derecho

Por ejemplo ejecutando el programa que anexe la opción cuatro diría esto :

 lado Izquierdo 6 Lado Derecho 2
No es balanceado..porque es mas grande el lado Izquierdo
------------------------------------------------------------------------------------------------------

Pero ahora es mas urgente el de  a) La altura de cada nodo del árbol

Me podrás ayudar  a implementar el código ?¿

[Mac]

he logrado hacerlo pero tengo este pequeño error que no deja correr el programa  ni tampoco sacar la altura del nodo  ! ! 

Anexo imagen con los métodos que he realizado !

Y el pequeño error que me sale !

Como puedo corregirlo ! ?¿

[Mac]

Por que sera el error ?¿

[Ogramar]

Pega el código con formato texto para poder revisarlo. Como imagen no se puede compilar 

Si ya lo has resuelto pega el código igualmente para ver cómo y que pueda servir de ayuda a otras personas.

Salu2...

[Mac]

Si claro Ogramar 

Pero no lo he podido resolver 

Código: [Seleccionar]

package arboles.ArbolBinario;

public class ArbolBinario {

    private Nodo raiz;
    int cant;
    int altura;

    public ArbolBinario() {
        this.raiz = null;
    }

    public void agregar(int dato) {
        Nodo nuevo = new Nodo(dato, null, null);
        insertar(nuevo, raiz);
    }

    public void insertar(Nodo nuevo, Nodo pivote) {
        if (this.raiz == null) {
            raiz = nuevo;
        } else {
            if (nuevo.getDato() <= pivote.getDato()) {
                if (pivote.getIzq() == null) {
                    pivote.setIzq(nuevo);
                } else {
                    insertar(nuevo, pivote.getIzq());
                }
            } else {
                if (pivote.getDer() == null) {
                    pivote.setDer(nuevo);
                } else {
                    insertar(nuevo, pivote.getDer());
                }
            }
        }

    }

    //metodos nuevos
    public boolean existe(int info) {
        Nodo reco = raiz;
        while (reco != null) {
            if (info == reco.getDato()) {
                return true;
            } else if (info > reco.getDato()) {
                reco = reco.getDer();
            } else {
                reco = reco.getIzq();
            }
        }
        return false;
    }

    public int cantidad() {
        cant = 0;
        cantidad(raiz);
        return cant;
    }

    private void cantidad(Nodo reco) {
        if (reco != null) {
            cant++;
            cantidad(reco.getIzq());
            cantidad(reco.getDer());
        }
    }

    private void cantidadNodosHoja(Nodo reco) {
        if (reco != null) {
            if (reco.getIzq() == null && reco.getDer() == null) {
                cant++;
            }
            cantidadNodosHoja(reco.getIzq());
            cantidadNodosHoja(reco.getDer());
        }
    }

    public int cantidadNodosHoja() {
        cant = 0;
        cantidadNodosHoja(raiz);
        return cant;
    }

    public int retornarAltura() {
        altura = 0;
        retornarAltura(raiz, 1);
        return altura;
    }

    private void retornarAltura(Nodo reco, int nivel) {
        if (reco != null) {
            retornarAltura(reco.getIzq(), nivel + 1);
            if (nivel > altura) {
                altura = nivel;
            }
            retornarAltura(reco.getDer(), nivel + 1);
        }
    }

    public void menorValor() {
        if (raiz != null) {
            Nodo reco = raiz;
            while (reco.getIzq() != null) {
                reco = reco.getIzq();
            }
            System.out.println("Menor valor del árbol:" + reco.getDato());
        }
    }

    public void mayorValor() {
        if (raiz != null) {
            Nodo reco = raiz;
            while (reco.getDer() != null) {
                reco = reco.getDer();
            }
            System.out.println("Mayor valor del árbol:" + reco.getDato());
        }
    }

    int subizq = 0;
    int subder = 0;

    public void imprimirBalance() {
        subizq = 0;
        subder = 0;

        Balance(this.raiz, true, 0);
        System.out.println("lado Izquierdo " + subizq + " Lado Derecho " + subder);
        if (subizq - subder == 0) {
            System.out.println("El balance es: 0 ");
        } else if (subizq - subder == -1) {
            System.out.println("El balance es -1, derecha");
        } else if (subizq - subder == 1) {
            System.out.println("El balance 1, izquierda");

        } else {
            System.out.println("No es balanceado.."
                    + "porque es mas grande el lado "
                    + ((subizq > subder) ? "Izquierdo" : "Derecho"));
        }

    }

    public void Balance(Nodo reco, boolean lado, int i) {

        if (reco != null) {

            if (reco.getDer() == null && reco.getIzq() == null) {
                if (lado) {
                    subder = (i > subder) ? i : subder;
                } else {
                    subizq = (i > subizq) ? i : subizq;
                }
            }

            Balance(reco.getDer(), lado, i + 1);
            if (i == 0) {
                lado = false;
            }
            Balance(reco.getIzq(), lado, i + 1);
        }

    }

    //altura arbol
    String[] niveles;

    public int alturaArbol() {
        altura = 0;
        alturaArbol(raiz, 0);
        return altura;
    }

    private void alturaArbol(Nodo pivote, int nivel) {
        if (pivote != null) {
            alturaArbol(pivote.getIzq(), nivel + 1);
            if (nivel > altura) {
                altura = nivel;
            }
            alturaArbol(pivote.getDer(), nivel + 1);
        }
    }

    public void imprimirNivel() {
        niveles = new String[altura + 1];

        imprimirNivel(raiz, 0);
        for (int i = 0; i < niveles.length; i++) {
            System.out.println(niveles[i] + " En nivel: " + i);
        }
    }

    public void imprimirNivel(Nodo pivote, int nivel2) {
        if (pivote != null) {
            niveles[nivel2] = pivote.getDato() + ", " + ((niveles[nivel2] != null) ? niveles[nivel2] : "");
            imprimirNivel(pivote.getDer(), nivel2 + 1);
            imprimirNivel(pivote.getIzq(), nivel2 + 1);
        }
    }
}

Código: [Seleccionar]

package arboles.ArbolBinario;

import java.util.Scanner;

public class Main {

    public static void main(String[] arg) {
        ArbolBinario abo = new ArbolBinario();
        int var;
        int valor;
        Scanner texto = new Scanner(System.in);
        System.out.println(" Insertando los siguientes valores Randomicamente : ");
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            valor = (int) (Math.random() * 100);
            System.out.print(valor + " ");
            abo.agregar(valor);
        }

        do {
            System.out.println(" ");
            System.out.println(" ");
            System.out.println("1.- Cantidad de nodos del arbol");
            System.out.println("2.- cantidad de nodos hoja");
            System.out.println("3.- Altura del arbol");
            System.out.println("4.- BALANCE");
            System.out.println("0.- Salir");
            var = texto.nextInt();
            switch (var) {
                case 1:
                    System.out.println("Cantidad de nodos del árbol:" + abo.cantidad());
                    break;
                case 2:
                    System.out.println("Cantidad de nodos hoja:" + abo.cantidadNodosHoja());
                    break;
                case 3:
                    System.out.println("La alturra del arbol es:" + abo.retornarAltura());
                    break;
                case 4:
                    abo.imprimirBalance();
                    break;
            }
        } while (var != 0);

    }

}

Código: [Seleccionar]

package arboles.ArbolBinario;

public class Nodo {

    private int dato;
    private Nodo izq, der;

    public Nodo(int dato, Nodo izq, Nodo der) {
        this.dato = dato;
        this.izq = izq;
        this.der = der;
    }

    public int getDato() {
        return dato;
    }

    public void setDato(int dato) {
        this.dato = dato;
    }

    public Nodo getIzq() {
        return izq;
    }

    public void setIzq(Nodo izq) {
        this.izq = izq;
    }

    public Nodo getDer() {
        return der;
    }

    public void setDer(Nodo der) {
        this.der = der;
    }

}

[Ogramar]

He estudiado primero el código para ver qué es lo que habías logrado hacer y parece que está bastante completo, es decir, que tienes prácticamente todo lo necesario.

Para la creación de un árbol lo que he visto es que se parte de una raíz y si el valor a insertar es menor o igual al de la raíz, lo inserta a la izquierda. Si es mayor, lo inserta a la derecha. Para añadir más nodos parte del nodo raíz y va comprobando si el valor es mayor se dirige hacia la derecha y si es menor o igual hacia la izquierda. Así va comprobando nodo a nodo hasta insertar el valor donde corresponda.

Con esta serie de prueba (60 75 66 85 42 14 73 72 2 54) el árbol que genera sería este:

Para calcular las alturas considera el nodo raíz altura 1 y por cada nodo hijo una altura más.

Para calcular el nivel considera el nodo raíz nivel 0 y por cada nodo hijo un nivel más.

Para mostrar la altura de cada nodo simplemente he reutilizado métodos que ya tenías, pero adaptándolo para que muestre el valor en cada nodo y su altura. No sé si era esto exactamente lo que necesitabas.

El código (nota: los valores están aquí fijados manualmente para poder hacer pruebas):

CLASE ARBOL BINARIO

Código: [Seleccionar]

public class ArbolBinario {

    private Nodo raiz;
    int cant;
    int altura;

    public ArbolBinario() {
        this.raiz = null;
    }

    public void agregar(int dato) {
        Nodo nuevo = new Nodo(dato, null, null);
        insertar(nuevo, raiz);
    }

    public void insertar(Nodo nuevo, Nodo pivote) {
        if (this.raiz == null) {
            raiz = nuevo;
        } else {
            if (nuevo.getDato() <= pivote.getDato()) {
                if (pivote.getIzq() == null) {
                    pivote.setIzq(nuevo);
                } else {
                    insertar(nuevo, pivote.getIzq());
                }
            } else {
                if (pivote.getDer() == null) {
                    pivote.setDer(nuevo);
                } else {
                    insertar(nuevo, pivote.getDer());
                }
            }
        }

    }

    //metodos nuevos
    public boolean existe(int info) {
        Nodo reco = raiz;
        while (reco != null) {
            if (info == reco.getDato()) {
                return true;
            } else if (info > reco.getDato()) {
                reco = reco.getDer();
            } else {
                reco = reco.getIzq();
            }
        }
        return false;
    }

    public int cantidad() {
        cant = 0;
        cantidad(raiz);
        return cant;
    }

    private void cantidad(Nodo reco) {
        if (reco != null) {
            cant++;
            cantidad(reco.getIzq());
            cantidad(reco.getDer());
        }
    }

    private void cantidadNodosHoja(Nodo reco) {
        if (reco != null) {
            if (reco.getIzq() == null && reco.getDer() == null) {
                cant++;
            }
            cantidadNodosHoja(reco.getIzq());
            cantidadNodosHoja(reco.getDer());
        }
    }

    public int cantidadNodosHoja() {
        cant = 0;
        cantidadNodosHoja(raiz);
        return cant;
    }

    public int retornarAltura() {
        altura = 0;
        retornarAltura(raiz, 1);
        return altura;
    }

    private void retornarAltura(Nodo reco, int nivel) {
        if (reco != null) {
            retornarAltura(reco.getIzq(), nivel + 1);
            if (nivel > altura) {
                altura = nivel;
            }
            retornarAltura(reco.getDer(), nivel + 1);
        }
    }

    public void menorValor() {
        if (raiz != null) {
            Nodo reco = raiz;
            while (reco.getIzq() != null) {
                reco = reco.getIzq();
            }
            System.out.println("Menor valor del árbol:" + reco.getDato());
        }
    }

    public void mayorValor() {
        if (raiz != null) {
            Nodo reco = raiz;
            while (reco.getDer() != null) {
                reco = reco.getDer();
            }
            System.out.println("Mayor valor del árbol:" + reco.getDato());
        }
    }

    int subizq = 0;
    int subder = 0;

    public void imprimirBalance() {
        subizq = 0;
        subder = 0;

        Balance(this.raiz, true, 0);
        System.out.println("lado Izquierdo " + subizq + " Lado Derecho " + subder);
        if (subizq - subder == 0) {
            System.out.println("El balance es: 0 ");
        } else if (subizq - subder == -1) {
            System.out.println("El balance es -1, derecha");
        } else if (subizq - subder == 1) {
            System.out.println("El balance 1, izquierda");

        } else {
            System.out.println("No es balanceado.."
                + "porque es mas grande el lado "
                + ((subizq > subder) ? "Izquierdo" : "Derecho"));
        }

    }

    public void Balance(Nodo reco, boolean lado, int i) {

        if (reco != null) {

            if (reco.getDer() == null && reco.getIzq() == null) {
                if (lado) {
                    subder = (i > subder) ? i : subder;
                } else {
                    subizq = (i > subizq) ? i : subizq;
                }
            }

            Balance(reco.getDer(), lado, i + 1);
            if (i == 0) {
                lado = false;
            }
            Balance(reco.getIzq(), lado, i + 1);
        }

    }

    //altura arbol
    String[] niveles;

    public int alturaArbol() {
        altura = 0;
        alturaArbol(raiz, 0);
        return altura;
    }

    private void alturaArbol(Nodo pivote, int nivel) {
        if (pivote != null) {
            alturaArbol(pivote.getIzq(), nivel + 1);
            if (nivel > altura) {
                altura = nivel;
            }
            alturaArbol(pivote.getDer(), nivel + 1);
        }
    }

    public void imprimirNivel() {
        niveles = new String[altura + 1];

        imprimirNivel(raiz, 0);
        for (int i = 0; i < niveles.length; i++) {
            System.out.println(niveles[i] + " En nivel: " + i);
        }
    }

    public void imprimirNivel(Nodo pivote, int nivel2) {
        if (pivote != null) {
            niveles[nivel2] = pivote.getDato() + ", " + ((niveles[nivel2] != null) ? niveles[nivel2] : "");
            imprimirNivel(pivote.getDer(), nivel2 + 1);
            imprimirNivel(pivote.getIzq(), nivel2 + 1);
        }
    }

   
    public void imprimirAlturaDeCadaNodo() {
        imprimirAlturaDeCadaNodo(raiz, 1);

    }
    private void imprimirAlturaDeCadaNodo(Nodo reco, int nivel) {
        if (reco != null) {
            System.out.println("Nodo contiene: "+reco.getDato() + " y su altura es: "+nivel);
            imprimirAlturaDeCadaNodo(reco.getIzq(), nivel + 1);
            imprimirAlturaDeCadaNodo(reco.getDer(), nivel + 1);
        }
    }

}
CLASE NODO

Código: [Seleccionar]

public class Nodo {

    private int dato;
    private Nodo izq, der;

    public Nodo(int dato, Nodo izq, Nodo der) {
        this.dato = dato;
        this.izq = izq;
        this.der = der;
    }

    public int getDato() {
        return dato;
    }

    public void setDato(int dato) {
        this.dato = dato;
    }

    public Nodo getIzq() {
        return izq;
    }

    public void setIzq(Nodo izq) {
        this.izq = izq;
    }

    public Nodo getDer() {
        return der;
    }

    public void setDer(Nodo der) {
        this.der = der;
    }

}
CLASE CON EL MAIN

Código: [Seleccionar]

import java.util.Scanner;

public class Main {

    public static void main(String[] arg) {
        ArbolBinario abo = new ArbolBinario();
        int var;
        int valor;
        Scanner texto = new Scanner(System.in);
        /*
        System.out.println(" Insertando los siguientes valores Randomicamente : ");
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        valor = (int) (Math.random() * 100);
        System.out.print(valor + " ");
        abo.agregar(valor);
        }
         */
        System.out.println(" Insertando valores manualmente en el árbol: ");
        abo.agregar(60); abo.agregar(75); abo.agregar(66); abo.agregar(85); abo.agregar(42);
        abo.agregar(14); abo.agregar(73); abo.agregar(72); abo.agregar(2); abo.agregar(54);
        System.out.println("Valores insertados: 60 75 66 85 42 14 73 72 2 54");

        abo.imprimirAlturaDeCadaNodo();

        do {
            System.out.println(" ");
            System.out.println(" ");
            System.out.println("1.- Cantidad de nodos del arbol");
            System.out.println("2.- cantidad de nodos hoja");
            System.out.println("3.- Altura del arbol");
            System.out.println("4.- BALANCE");
            System.out.println("0.- Salir");
            var = texto.nextInt();
            switch (var) {
                case 1:
                System.out.println("Cantidad de nodos del árbol:" + abo.cantidad());
                break;
                case 2:
                System.out.println("Cantidad de nodos hoja:" + abo.cantidadNodosHoja());
                break;
                case 3:
                System.out.println("La altura del arbol es:" + abo.retornarAltura());
                break;
                case 4:
                abo.imprimirBalance();
                break;
            }
        } while (var != 0);

    }
}

[Mac]

un ejemplo de un arbol B y Un Arbol B+ en cuanto a:

   a. Inserción.
   b. Eliminación.