1. 树的遍历方式
树的遍历是指访问树节点的数据(可以是打印,也可以是做其他的事情)。树的遍历有广度优先与深度优先两大类。
- 广度优先:先处理同一层的兄弟结点(增加宽度),再处理子结点。广度优先遍历又叫层序遍历,是从上往下从左到右的遍历方式。
- 深度优先:先处理子结点(增加深度),再处理同级的兄弟结点。另外,深度优先遍历,根据被遍历结点与其左右子结点的位置,分为三种情况:
- 先序遍历(pre-order):[DLR]( data, left, right ),先访问结点数据,再递归遍历左子树,然后递归遍历右子树;
- 中序遍历(in-order):[LDR]( left, data, right ),先递归遍历左子树,再访问结点数据,然后递归遍历右子树;
- 后序遍历(post-order):[LRD]( left, right, data ),先递归遍历左子树,再递归遍历右子树,最后访问结点数据。
注意:刚学习的时候很容易忘记递归,经常遍历左结点之后立马就回去了,这样会遍历不全。记住,我们是深度优先,只要当前遍历的结点不为null,就继续往下处理子结点,直到遇到null再回归。
1.1 怎样牢记三种遍历方式
- 先左后右——LR:左右子树顺序固定不变。
- x1-L-x2-R-x3,显然看得出,我们可以在x1, x2, x3的任意一个位置上遍历结点本身。在最前边就叫前序遍历,在中间的叫中序遍历,在最后的叫后序遍历。
1.2 遍历示例
我们分别用不同的遍历方式遍历上图二叉树,结果为:
- 层序遍历:3-1-5-2-4;
- 先序遍历:3-1-2-5-4;
- 中序遍历:1-2-3-4-5;
- 后序遍历:2-1-4-5-3.
2. 代码实现
2.1 层序遍历
层序遍历的思路挺有用的,希望大家能熟记,之后在别的地方会用到。
在层序遍历中,当我们遍历完某一层的最后一个结点后,接下来要遍历下一层的第一个结点(假设存在),但这两个结点之间没有一点关系,没有任何连接,怎样才能从上一层的最后一个跳到下一层的第一个呢?
答案是:我们需要借助一种数据结构——队列
。我们可以在遍历上一层的每个结点的时候,把该结点的子结点放入队列中,当上一层处理完之后,再从队列里面取出结点就是下一层的结点,且是从左到右的顺序。利用队列先进先出
的特性,能保证遍历顺序的正确性。根结点比较特殊,直接入队列即可。
// 遍历:可以对node做任何你想做的事情,这里我们仅仅打印。
private void doSomethingWithNode(Node node) {
System.out.printf("%s\t", node.data);
}
// 层序遍历(广度优先遍历)
public void layerTraversal() {
if (root == null) {
return;
}
// 这里用到自己实现的队列(我会在其他的文章里面详解队列的原理与实现),你可以换成系统自带的。
LinkQueue<Node> queue = new LinkQueue<>();
queue.enqueue(root);
while (!queue.isEmpty()) {
Node node = queue.dequeue();
doSomethingWithNode(node);
if (node.left != null) {
queue.enqueue(node.left);
}
if (node.right != null) {
queue.enqueue(node.right);
}
}
}
2.2 深度优先遍历
我们这里用递归的方式实现,递归出口是node == null
。另外,递归都可以转化为非递归,我会单独详细讲述递归与非递归之间的相互转换,这里不再进一步叙述。
核心代码就3行,2行递归调用,一行遍历操作(代码中的doSomethingWithNode)。doSomethingWithNode在最上面,就是先序遍历,在中间就是中序遍历,在最后就是后序遍历。
// 先序遍历
private void preOrder(Node node) {
if (node == null) {
return;
}
doSomethingWithNode(node);
preOrder(node.left);
preOrder(node.right);
}
// 中序遍历
private void inOrder(Node node) {
if (node == null) {
return;
}
inOrder(node.left);
doSomethingWithNode(node);
inOrder(node.right);
}
// 后序遍历
private void postOrder(Node node) {
if (node == null) {
return;
}
postOrder(node.left);
postOrder(node.right);
doSomethingWithNode(node);
}
3. 根据遍历结果把树还原
我们可以根据:中序遍历 + 任意一种其他的遍历,来还原一棵树。拿简单点的中序遍历 + 层序遍历举例:
层序遍历:3-1-5-2-4;中序遍历:1-2-3-4-5。接下来的叙述统一用层序x来表示层序遍历x结点,中序也一样
。层序3说明根结点为3,层序1和5表示第2层(即根3的左右孩子)分别为1和5;层序2和4说明2和4在第3层,但无法确定位置,我们再看中序,中序1在2之前,表示2为1的父结点(不可能,因为2在1的下面)或2为1的右结点,所以2为1的右结点。同理,得出4为5的左结点。
4. 遍历的应用
- 前序遍历:1. 打印目录树。 // TODO
- 中序遍历:1. 排序数的顺序输出。// TODO
- 后序遍历:1. 计算目录内的文件大小。 // TODO
源码
转载声明
如果您需要转载,请注明转载来源。