Java 二叉樹遍歷的常用方法
采用前序遍歷、中序遍歷、后續遍歷實現時,即便采用不同的實現方式(遞歸方式、非遞歸),它們的算法結構是有很大的相似性。因而針對前三種的遍歷我們會總結出對應通用的解決框架,便于在解決二叉樹問題時進行使用。
遞歸方式遞歸方式遍歷二叉樹時,無論是 前序遍歷、中序遍歷 還是 后續遍歷 的方式,它們最大的區別就是對節點數據的訪問位置不同。除此之外其結構完全一致,因而我們總結出如下的框架結構:
void traverse(TreeNode root) { //終止條件 if(root == null) return; // 前序遍歷 traverse(root.left); // 中序遍歷 traverse(root.right); // 后序遍歷}
對應注釋的位置訪問數據就可以實現不同的遍歷方式。
例如,前序遍歷:
void traverse(TreeNode root) { if(root == null) return; visit(root); traverse(root.left); traverse(root.right);}
同樣的中序遍歷:
void traverse(TreeNode root) { if(root ==null) return; traverse(root.left); visit(root); traverse(root.right);}
后續遍歷:
void traverse(TreeNode root) { if(root ==null) return; traverse(root.left); traverse(root.right)}
是否非常 easy!!
非遞歸方式二叉樹非遞歸遍歷說實話有很多種實現方式,但本質上都是模擬整個遍歷的過程來實現的。
為了便于理解,其中前序遍歷、中序遍歷、后序遍歷我們采用一套類似的算法框架。
整個算法框架如下:
public void traverse(TreeNode root) { // 邊界判斷 if (root == null) { return; } Stack<TreeNode> stack = new Stack<>(); TreeNode current = root; while (current != null || !stack.isEmpty()) { //節點非空時,證明父節點的左側節點非空,直接入棧 if (current != null) {//前序遍歷 visit(current)stack.push(current);current = current.left; } else {//節點為空,證明左側節點為空,出棧,更換游標節點方向current = stack.pop();//中續遍歷 visit(current);current = current.right; } } }
后序遍歷它的遍歷順序為**'左--> 右--> 根',較之與前序遍歷的'根--> 左--> 右',好像是有很大的相似性,我們能否針對上邊的框架進行修改,使由前序遍歷轉換成后序遍歷??答案是肯定的,我們可以觀察到,可以先求出遍歷順序是'根--> 右--> 左'**'的節點序列,再倒序,便剛好是后序遍歷的順序:左右根。而遍歷順序是根右左的話,很好辦,從前序遍歷的代碼中改兩行就是了。
故而,可以選擇使用兩個棧,其中一個用于遍歷,另一個用于結果的倒序。
實現代碼如下:
//使用雙棧來實現后序遍歷 public void postOrderTraverse(TreeNode root){ Stack<TreeNode> stack = new Stack<>(); Stack<Integer> res = new Stack<>(); TreeNode cur = root; while (cur!=null || !stack.isEmpty()) { if (cur!=null){stack.push(cur);res.push(cur.val);cur = cur.right; //修改處 }else{cur = stack.pop();cur = cur.left; // 修改處 } } while (!res.isEmpty()){ visit(res.pop()); } }
至此,非遞歸遍歷完成,是不是也很 easy!!
下邊我們可以看一下最后一種層次遍歷
層次遍歷層次遍歷本質上就是閹割版廣度優先遍歷,我們此處就直接給出 BFS 算法的框架:
/*** 給定起始節點start和目標節點target,返回其最短路徑長度**/int BFS(Node start,Node target){ Queue<Node> q; //核心數據結構 Set<Node> visited: //某些情況下可以通過byte數組來進行代替 int step = 0; //記錄擴散步數 //起始節點入隊列 q.add(start); visited.offer(start); while(q not empty) {//必須要用sz來保存q.size(),然后擴散sz不能直接使用q.size()int sz = q.size();//將隊列中的節點進行擴散for(int i =0 ; i < sz; i++) { Node cur = q.poll(); // 目標節點判斷 if(cur is target) {return step; } // 鄰接結點入隊列 for(Node n:cur.adjs) {//未訪問節點入隊列if(n is not int visited) { visitd.add(n); q.offer(n);} }}// 更新步數step++; }}
此處我們借助 BFS 的框架,直接給出其實現方法:
void LevelOrder(TreeNode root){ //初始化棧,并放入 Queue<TreeNode> queue; queue.add(root); while( !queue.isEmpty()) {//出棧TreeNode cur = queue.poll();//訪問節點visit(cur);//向下一層級擴散if(cur.left !=null) queue.add(cur.left);if(cur.right !=null) queue.add(cur.right); }}
較之于 BFS,我們會發現,層次遍歷,少了好多東西,比如不需要 visited 來標記已訪問的節點(二叉樹本身結構的特點,不可能出現重復遍歷),也不需要將隊列中的節點進行擴散等。
總結至此,二叉樹的四種遍歷方式總結完成。我們發現其實二叉樹所有的遍歷方式都有一種通用的算法框架,只要掌握算法本身的框架還是比較容易能夠寫出實現代碼的。
以上就是Java 二叉樹遍歷的常用方法的詳細內容,更多關于Java 二叉樹遍歷的資料請關注好吧啦網其它相關文章!
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