content: /**
   * File: binary_search_tree.dart
   * Created Time: 2023-04-04
   * Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
   */
  
  import '../utils/print_util.dart';
  import '../utils/tree_node.dart';
  
  /* 二元搜尋樹 */
  class BinarySearchTree {
    late TreeNode? _root;
  
    /* 建構子 */
    BinarySearchTree() {
      // 初始化空樹
      _root = null;
    }
  
    /* 獲取二元樹的根節點 */
    TreeNode? getRoot() {
      return _root;
    }
  
    /* 查詢節點 */
    TreeNode? search(int _num) {
      TreeNode? cur = _root;
      // 迴圈查詢，越過葉節點後跳出
      while (cur != null) {
        // 目標節點在 cur 的右子樹中
        if (cur.val < _num)
          cur = cur.right;
        // 目標節點在 cur 的左子樹中
        else if (cur.val > _num)
          cur = cur.left;
        // 找到目標節點，跳出迴圈
        else
          break;
      }
      // 返回目標節點
      return cur;
    }
  
    /* 插入節點 */
    void insert(int _num) {
      // 若樹為空，則初始化根節點
      if (_root == null) {
        _root = TreeNode(_num);
        return;
      }
      TreeNode? cur = _root;
      TreeNode? pre = null;
      // 迴圈查詢，越過葉節點後跳出
      while (cur != null) {
        // 找到重複節點，直接返回
        if (cur.val == _num) return;
        pre = cur;
        // 插入位置在 cur 的右子樹中
        if (cur.val < _num)
          cur = cur.right;
        // 插入位置在 cur 的左子樹中
        else
          cur = cur.left;
      }
      // 插入節點
      TreeNode? node = TreeNode(_num);
      if (pre!.val < _num)
        pre.right = node;
      else
        pre.left = node;
    }
  
    /* 刪除節點 */
    void remove(int _num) {
      // 若樹為空，直接提前返回
      if (_root == null) return;
      TreeNode? cur = _root;
      TreeNode? pre = null;
      // 迴圈查詢，越過葉節點後跳出
      while (cur != null) {
        // 找到待刪除節點，跳出迴圈
        if (cur.val == _num) break;
        pre = cur;
        // 待刪除節點在 cur 的右子樹中
        if (cur.val < _num)
          cur = cur.right;
        // 待刪除節點在 cur 的左子樹中
        else
          cur = cur.left;
      }
      // 若無待刪除節點，直接返回
      if (cur == null) return;
      // 子節點數量 = 0 or 1
      if (cur.left == null || cur.right == null) {
        // 當子節點數量 = 0 / 1 時， child = null / 該子節點
        TreeNode? child = cur.left ?? cur.right;
        // 刪除節點 cur
        if (cur != _root) {
          if (pre!.left == cur)
            pre.left = child;
          else
            pre.right = child;
        } else {
          // 若刪除節點為根節點，則重新指定根節點
          _root = child;
        }
      } else {
        // 子節點數量 = 2
        // 獲取中序走訪中 cur 的下一個節點
        TreeNode? tmp = cur.right;
        while (tmp!.left != null) {
          tmp = tmp.left;
        }
        // 遞迴刪除節點 tmp
        remove(tmp.val);
        // 用 tmp 覆蓋 cur
        cur.val = tmp.val;
      }
    }
  }
  
  /* Driver Code */
  void main() {
    /* 初始化二元搜尋樹 */
    BinarySearchTree bst = BinarySearchTree();
    // 請注意，不同的插入順序會生成不同的二元樹，該序列可以生成一個完美二元樹
    List<int> nums = [8, 4, 12, 2, 6, 10, 14, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15];
    for (int _num in nums) {
      bst.insert(_num);
    }
    print("\n初始化的二元樹為\n");
    printTree(bst.getRoot());
  
    /* 查詢節點 */
    TreeNode? node = bst.search(7);
    print("\n查詢到的節點物件為 $node ，節點值 = ${node?.val}");
  
    /* 插入節點 */
    bst.insert(16);
    print("\n插入節點 16 後，二元樹為\n");
    printTree(bst.getRoot());
  
    /* 刪除節點 */
    bst.remove(1);
    print("\n刪除節點 1 後，二元樹為\n");
    printTree(bst.getRoot());
    bst.remove(2);
    print("\n刪除節點 2 後，二元樹為\n");
    printTree(bst.getRoot());
    bst.remove(4);
    print("\n刪除節點 4 後，二元樹為\n");
    printTree(bst.getRoot());
  }
  