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Java实现二叉树的遍历方法是什么

2023-06-19 10:16

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本篇内容主要讲解“Java实现二叉树的遍历方法是什么”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Java实现二叉树的遍历方法是什么”吧!

遍历二叉树

遍历或称周游,traversal。系统地访问数据结构中的节点,每个节点都正好被访问到一次。

深度优先遍历二叉树

三种深度优先遍历的递归定义:

递归的前序、中序、后序
public static List<Integer> preOrderTraverseByRecursion(BinaryTreeNode root, List<Integer> list) {    if (root != null) {         list.add(root.getKey());//前序法访问节点         preOrderTraverseByRecursion(root.getLeft(), list);         //list.add(root.getKey());//中序法访问节点         preOrderTraverseByRecursion(root.getRight(), list);         //list.add(root.getKey());//后序法访问节点    }    return list;}
非递归遍历

递归算法非常简洁,推荐使用,当前的编译系统优化效率很不错了。特殊情况用栈模拟递归,深度优先遍历的回溯特点和栈的工作原理一致,有些应用环境资源限制不适合递归。

非递归的前序遍历

实现

public static List<Integer> preOrderTraverseByNonRecursion(BinaryTreeNode root) {    List<Integer> list = new ArrayList<>();// 用于存放遍历后的结果    Stack<BinaryTreeNode> stack = new Stack();// 用于存放右子树节点    BinaryTreeNode p = root;    //左子树和右子树都未遍历时,遍历    while (p != null || stack.size() > 0) {        if (p != null) { //左子树不为空时,遍历左子树            list.add(p.getKey());//当前节点输出            stack.push(p.getRight());//右子树入栈,待左子树遍历完后遍历右子树             p = p.getLeft();//遍历左子树         } else { //左子树遍历完后,遍历右子树             p = stack.pop();         }    }    return list;}
非递归的中序遍历

实现

public static List<Integer> inOrderTraverseByNonRecursion(BinaryTreeNode root) {    List<Integer> list = new ArrayList<>();    Stack<BinaryTreeNode> stack = new Stack<>();    BinaryTreeNode current = root;    //遍历节点的左子树并将根结点入栈,直到左子树为null时,然后出栈获取节点并遍历该节点的右子树的左子树直到为null    while(current != null || !stack.empty()){        if(current != null){            stack.push(current);            current = current.getLeft();        }else{           BinaryTreeNode top = stack.pop();           list.add(top.getKey());           current = top.getRight();        }    }    return list;}
非递归的后序遍历

实现

public static List<Integer> postOrderTraverseByNonRecursion(BinaryTreeNode root) {    Stack<BinaryTreeNode> stack = new Stack<>();    List<Integer> list = new ArrayList<>();    stack.push(root);    BinaryTreeNode current;    while (stack.isEmpty() == false) {        current = stack.pop();        if (current != null) {            list.add(current.getKey());            stack.push(current.getLeft());            stack.push(current.getRight());        }    }    Collections.reverse(list);    return list;}

宽度优先遍历二叉树

从二叉树的第0层(根结点)开始,自上而下,追层遍历;在同一层中,按照从左到右的顺序对节点逐一访问。 特点是先遍历先访问,符合队列的特征,通过队列来实现。 实现如下:

public static List<Integer> layerOrderTraverse(BinaryTreeNode root) {    List<Integer> list = new ArrayList<>();    LinkedList<BinaryTreeNode> queue = new LinkedList<>();    BinaryTreeNode current;    queue.offer(root);    while (!queue.isEmpty()){        current = queue.poll();        list.add(current.getKey());        if(current.getLeft() != null){            queue.addLast(current.getLeft());        }        if(current.getRight() != null){            queue.addLast(current.getRight());        }    }    return list;}

根据遍历序列构造二叉树

先来个结论及说明:

先序序列和中序序列创建构造二叉树

实现:

     public static BinaryTreeNode buildTreeByPerOrderAndInOrder(Integer[] perOrder, Integer[] inOrder, int i, int j, int s, int t) {        if (i > j) {            return null;        }        BinaryTreeNode root = new BinaryTreeNode(perOrder[i]);        int k;        k = s;        while (k <= t && inOrder[k] != perOrder[i]) {            k++;        }        if (k > t) {            return null;        }        root.setLeft(buildTreeByPerOrderAndInOrder(perOrder, inOrder, i + 1, j + k - s, s, k - 1));        root.setRight(buildTreeByPerOrderAndInOrder(perOrder, inOrder, i + k - s + 1, j, k + 1, t));        return root;    }

后序序列和中序序列创建构造二叉树

一个节点的左子树和右子树存在三种组合方式,左子树为null,右子树为null,左右子树都不为null。 运用递归思想时,按这三种情况分析左右子树的后序序列和中序序列。实现如下:

     public static BinaryTreeNode buildTreeByPostOrderAndInOrder(Integer[] postOrder, Integer[] inOrder, int i, int j, int s, int t) {        if (i > j) {            return null;        }        BinaryTreeNode root = new BinaryTreeNode(postOrder[j]);        int k;        k = s;        while (k <= t && inOrder[k] != postOrder[j]) {            k++;        }        if (k > t) {            return null;        }        //左子树个数        int countLeft = k - s;        //右子树个数        int countRight = t - k;        if (countLeft == 0) {            //左子树为null            root.setRight(buildTreeByPostOrderAndInOrder(postOrder, inOrder, j - countRight, j - 1, t - countRight + 1, t));        } else if (countRight == 0) {            //右子树为null            root.setLeft(buildTreeByPostOrderAndInOrder(postOrder, inOrder, j - countLeft, j - 1, t - countLeft, t - countRight - 1));        } else {            //左、右子树不为null            root.setLeft(buildTreeByPostOrderAndInOrder(postOrder, inOrder, i, i + countLeft - 1, s, s + countLeft - 1));            root.setRight(buildTreeByPostOrderAndInOrder(postOrder, inOrder, j - 1 - countRight + 1, j - 1, t - countRight + 1, t));        }        return root;    }

到此,相信大家对“Java实现二叉树的遍历方法是什么”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是编程网网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!

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