当Kotlin遇见数据结构丨实现中序线索化二叉树并遍历

线索二叉树

n个节点的二叉树含有n+1个空指针域。利用这些空指针域,存放指向节点的在某种遍历次序下的前驱节点及后继节点的指针,这种附加的指针称为"线索",加上了线索的二叉树就是"线索二叉树"。

根据线索性质的不同,线索二叉树可分为前序线索二叉树、中序线索二叉树和后序线索二叉树三种。

线索化二叉树的本质是将一个复杂的非线性结构转换为线性结构,使每一个节点都有了唯一的前驱节点和后续节点(第一个节点无前驱,最后一个节点无后继)。

前驱节点:线索化二叉树时,某节点的前一个节点叫前驱节点
后继节点:线索化二叉树时,某节点的后一个节点叫后继节点


Kotlin 中如何中序线索化二叉树


    /**
     * 中序线索化二叉树
     * */
    fun midThreadNodes(node:ThreadTreeNode?){

        // 当递归到最右侧叶子结点则结束
        if (null == node){
            return
        }

        // 处理左子树
        midThreadNodes(node?.leftNode)

        // ① 处理左指针
        if (null == node.leftNode){
            // 赋值前驱节点
            node.leftNode = preNode
            // 改变当前节点左指针类型
            node.leftType = 1
        }

        // ② 处理前驱节点的右指针,如果上一个节点的右子节点为null
        if (null != preNode && preNode?.rightNode == null){
            // 让前驱节点的右指针指向当前节点
            preNode?.rightNode = node
            // 修改前驱节点的右指针类型
            preNode?.rightType = 1
        }

        // ③ 处理右指针,存储当前节点为下一个节点的前驱节点
        preNode = node

        // 处理右子树
        midThreadNodes(node?.rightNode)
    }


Kotlin 中线索二叉树如何遍历


    /**
     * 遍历线索二叉树
     * */
    fun iterateTree(){

        var root:ThreadTreeNode? = rootNode

        // 循环遍历,直到最后一个节点
        while (null != root){

            // 循环找到最左侧节点
            while (root?.leftType == 0){
                root = root.leftNode
            }

            // 打印最左侧节点的节点权
            Log.e("==",""+root?.value)

            // 判断最左侧节点是否存在后继节点,有则持续打印节点权
            while (root?.rightType == 1){
                root = root?.rightNode
                Log.e("==",""+root?.value)
            }

            // 替换遍历节点
            root = root?.rightNode
        }

    }


运行结果


国际惯例

贴上完整源码

ThreadBianryTree.kt

/**
 * @des 线索二叉树Bean
 * @author liyongli 20190221
 *
 * @param rootNode : 二叉树的根节点
 * @param preNode : 临时存储的前驱节点
 * */
data class ThreadBianryTree(var rootNode: ThreadTreeNode?, var preNode:ThreadTreeNode? = null) {


    /**
     * 遍历线索二叉树
     * */
    fun iterateTree(){

        var root:ThreadTreeNode? = rootNode

        // 循环遍历,直到最后一个节点
        while (null != root){

            // 循环找到最左侧节点
            while (root?.leftType == 0){
                root = root.leftNode
            }

            // 打印节点权
            ThreadBinaryTreeActivity.afterResult.append(root?.value).append("  ")

            // 判断是否存在后继节点,有则持续打印节点权
            while (root?.rightType == 1){
                root = root?.rightNode
                ThreadBinaryTreeActivity.afterResult.append(root?.value).append("  ")
            }

            // 替换遍历节点
            root = root?.rightNode
        }

    }

    /**
     * 中序线索化二叉树
     * */
    fun threadNodes(){
        midThreadNodes(rootNode)
    }

    /**
     * 中序线索化二叉树
     * */
    fun midThreadNodes(node:ThreadTreeNode?){

        // 当递归到最右侧叶子结点则结束
        if (null == node){
            return
        }

        // 处理左子树
        midThreadNodes(node?.leftNode)

        // ① 处理左指针
        if (null == node.leftNode){
            // 赋值前驱节点
            node.leftNode = preNode
            // 改变当前节点左指针类型
            node.leftType = 1
        }

        // ② 处理前驱节点的右指针,如果上一个节点的右子节点为null
        if (null != preNode && preNode?.rightNode == null){
            // 让前驱节点的右指针指向当前节点
            preNode?.rightNode = node
            // 修改前驱节点的右指针类型
            preNode?.rightType = 1
        }

        // ③ 处理右指针,存储当前节点为下一个节点的前驱节点
        preNode = node

        // 处理右子树
        midThreadNodes(node?.rightNode)
    }

}

ThreadBinaryTreeActivity.kt

/**
 * @des 线索二叉树Bean
 * @author liyongli 20190221
 *
 * @param rootNode : 二叉树的根节点
 * @param preNode : 临时存储的前驱节点
 * */
data class ThreadBianryTree(var rootNode: ThreadTreeNode?, var preNode:ThreadTreeNode? = null) {


    /**
     * 遍历线索二叉树
     * */
    fun iterateTree(){

        var root:ThreadTreeNode? = rootNode

        // 循环遍历,直到最后一个节点
        while (null != root){

            // 循环找到最左侧节点
            while (root?.leftType == 0){
                root = root.leftNode
            }

            // 打印节点权
            ThreadBinaryTreeActivity.afterResult.append(root?.value).append("  ")

            // 判断是否存在后继节点,有则持续打印节点权
            while (root?.rightType == 1){
                root = root?.rightNode
                ThreadBinaryTreeActivity.afterResult.append(root?.value).append("  ")
            }

            // 替换遍历节点
            root = root?.rightNode
        }

    }

    /**
     * 中序线索化二叉树
     * */
    fun threadNodes(){
        midThreadNodes(rootNode)
    }

    /**
     * 中序线索化二叉树
     * */
    fun midThreadNodes(node:ThreadTreeNode?){

        // 当递归到最右侧叶子结点则结束
        if (null == node){
            return
        }

        // 处理左子树
        midThreadNodes(node?.leftNode)

        // ① 处理左指针
        if (null == node.leftNode){
            // 赋值前驱节点
            node.leftNode = preNode
            // 改变当前节点左指针类型
            node.leftType = 1
        }

        // ② 处理前驱节点的右指针,如果上一个节点的右子节点为null
        if (null != preNode && preNode?.rightNode == null){
            // 让前驱节点的右指针指向当前节点
            preNode?.rightNode = node
            // 修改前驱节点的右指针类型
            preNode?.rightType = 1
        }

        // ③ 处理右指针,存储当前节点为下一个节点的前驱节点
        preNode = node

        // 处理右子树
        midThreadNodes(node?.rightNode)
    }

}


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