二叉树的多种遍历——Java

二叉树遍历详解

最新推荐文章于 2024-08-17 00:51:15 发布

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本文详细介绍了二叉树的六种遍历方法：先序、中序、后序、层次、深度优先及广度优先遍历，并通过具体示例展示了每种遍历方式的应用效果。

package research;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;

/**
 * 二叉树的多种遍历:先序遍历、中序遍历、后序遍历、层次遍历、深度优先遍历、广度优先遍历
 * 
 * @author Sam
 *
 */
public class BinaryTree {
	public static void main(String[] args) {
		Node root = Factory.create(4);
		System.out.print("先序遍历:");
		NLR(root);
		System.out.println();
		System.out.print("中序遍历:");
		LNR(root);
		System.out.println();
		System.out.print("后序遍历:");
		LRN(root);
		System.out.println();
		System.out.print("层次遍历:");
		Level(root);
		System.out.println();
		System.out.print("深度优先遍历:");
		depthFirstSearch(root);
		System.out.println();
		System.out.print("广度优先遍历:");
		breadthFirstSearch(root);
	}

	/**
	 * 先序遍历：首先访问根，再先序遍历左（右）子树，最后先序遍历右（左）子树。
	 * 
	 * @param n
	 */
	static void NLR(Node n) {
		if (null == n) {
			return;
		}
		System.out.print(n);
		NLR(n.getLeft());
		NLR(n.getRight());
	}

	/**
	 * 中序遍历：首先中序遍历左（右）子树，再访问根，最后中序遍历右（左）子树。
	 * 
	 * @param n
	 */
	static void LNR(Node n) {
		if (null == n) {
			return;
		}
		LNR(n.getLeft());
		System.out.print(n);
		LNR(n.getRight());
	}

	/**
	 * 后序遍历：首先后序遍历左（右）子树，再后序遍历右（左）子树，最后访问根。
	 * 
	 * @param n
	 */
	static void LRN(Node n) {
		if (null == n) {
			return;
		}
		LRN(n.getLeft());
		LRN(n.getRight());
		System.out.print(n);

	}

	/**
	 * 层次遍历：即按照层次访问，通常用队列来做。访问根，访问子女，再访问子女的子女（越往后的层次越低）（两个子女的级别相同）.
	 * Queue1与Queue2交互存储二叉树的每一层
	 * 
	 * @param n
	 */
	static void Level(Node n) {
		Queue<Node> queue1 = new LinkedList<Node>();
		Queue<Node> queue2 = new LinkedList<Node>();
		queue1.add(n);
		while (!queue1.isEmpty() || !queue2.isEmpty()) {
			System.out.println();
			while (!queue1.isEmpty()) {
				Node curNode = queue1.poll();
				System.out.print(curNode);
				if (null != curNode.getLeft()) {
					queue2.add(curNode.getLeft());
				}
				if (null != curNode.getRight()) {
					queue2.add(curNode.getRight());
				}
			}
			System.out.println();
			while (!queue2.isEmpty()) {
				Node curNode = queue2.poll();
				System.out.print(curNode);
				if (null != curNode.getLeft()) {
					queue1.add(curNode.getLeft());
				}
				if (null != curNode.getRight()) {
					queue1.add(curNode.getRight());
				}
			}
		}
	}

	/**
	 * 深度优先遍历
	 * 
	 * @param root
	 */
	static void depthFirstSearch(Node root) {
		Stack<Node> stack = new Stack<Node>();
		stack.push(root);
		Node node;
		while (!stack.empty()) {
			node = stack.pop();
			System.out.print(node);
			if (null != node.getRight()) {
				stack.push(node.getRight());// 先将右子树压栈
			}
			if (null != node.getLeft()) {
				stack.push(node.getLeft());// 再将左子树压栈
			}
		}
	}

	/**
	 * 广度优先遍历
	 * 
	 * @param root
	 */
	static void breadthFirstSearch(Node root) {
		Queue<Node> queue = new LinkedList<Node>();
		queue.add(root);
		Node node;
		while (!queue.isEmpty()) {
			node = queue.poll();
			System.out.print(node);
			if (null != node.getLeft()) {
				queue.add(node.getLeft());// 先将左子树入队
			}
			if (null != node.getRight()) {
				queue.add(node.getRight());// 再将右子树入队
			}
		}
	}

}

class Node {
	private Object data;
	private Node left;
	private Node right;

	public Node() {

	}

	public Node(Object o) {
		data = o;
	}

	public Object getData() {
		return data;
	}

	public void setData(Object data) {
		this.data = data;
	}

	public Node getLeft() {
		return left;
	}

	public void setLeft(Node left) {
		this.left = left;
	}

	public Node getRight() {
		return right;
	}

	public void setRight(Node right) {
		this.right = right;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return null == data ? "" : String.format(" %s ", data.toString());
	}
}

/**
 * (1)空二叉树<br>
 * (2)只有一个根结点的二叉树<br>
 * (3)只有左子树<br>
 * (4)只有右子树<br>
 * (5)完全二叉树。
 * 
 * @author Sam
 *
 */
class Factory {
	public static Node create(int deep) {
		return create(1, 1, deep);
	}

	private static Node create(int data, int h, int deep) {
		Node parent = new Node(data);
		if (h < deep) {
			int next = h + 1;
			parent.setLeft(create(data * 2, next, deep));
			parent.setRight(create(data * 2 + 1, next, deep));
		}

		return parent;
	}
}

运行结果：

先序遍历: 1  2  4  8  9  5  10  11  3  6  12  13  7  14  15 
中序遍历: 8  4  9  2  10  5  11  1  12  6  13  3  14  7  15 
后序遍历: 8  9  4  10  11  5  2  12  13  6  14  15  7  3  1 
层次遍历:
 1 
 2  3 
 4  5  6  7 
 8  9  10  11  12  13  14  15 
深度优先遍历: 1  2  4  8  9  5  10  11  3  6  12  13  7  14  15 
广度优先遍历: 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15