二叉树的序列化和反序列化(用先序和层)

元素之间用 "_" 分开,遇到用 "#" 隔开

即该序列化为:A_B_D_#_#_E_#_#_C_#_F

利用先序遍历的一大特点(访问顺序):中左右.  在使用递归便可得到它的序列化

public static String serialByPre(Node head){
		if(head==null){
			return "#_";
		}
		String res=head.value+"_";
		res+=serialByPre(head.left);
		res+=serialByPre(head.right);
		return res;
	}

反序列化是指将A_B_D_#_#_E_#_#_C_#_F转换成二叉树的形式

这里需要使用一个队列(FIFO),在使用递归,在遇到 "#"时返回null,而且根据的递归特性,很容易知道左子树和右子树

        public static Node reconByPreString(String str){
		String[] values=str.split("_");
		Queue<String> queue=new LinkedList<String>();
	    for(int i=0;i<values.length;i++){
	    	queue.offer(values[i]);
	    }
	    return reconPreOrder(queue);
	}
	public static Node reconPreOrder(Queue<String> queue){
		String str=queue.poll();
		if(str.equals("#")){
			return null;
		}else{
			Node head=new Node(new Integer(str));
			head.left=reconPreOrder(queue);
			head.right=reconPreOrder(queue);
			return head;
		}
	}

用层的方式进行序列化。也就是:A_B_C_D_E_#_F_#_#_#_#_#_#

 public static String levelByPre(Node head){
		 if(head==null){
			 return "#";
		 }
		 Queue<Node> queue=new LinkedList<Node>();
		 String res=head.value+"_";
		 queue.offer(head);
		 while(!queue.isEmpty()){
			 head=queue.poll();
			 if(head.left!=null){
				 res+=head.left.value+"_";
				 queue.offer(head.left);
			 }else{
				 res+="#_";
			 }
			 if(head.right!=null){
				 res+=head.right.value+"_";
				 queue.offer(head.right);
			 }else{
				 res+="#_";
			 }
		 }
		 return res;
	 }

反序列化:

 public static Node reconlevelByPre(String str){
		 String[] values=str.split("_");
		 int index=0;
		 Node head=getNodeByString(values[index++]);
		 Queue<Node> queue=new LinkedList<Node>();
		 if(head!=null){
		 queue.offer(head);
		 }
		 Node node=null;
		 while(!queue.isEmpty()){
			  node=queue.poll();
			  node.left=getNodeByString(values[index++]);
			  node.right=getNodeByString(values[index++]);
			  if(node.left!=null){
				  queue.offer(node.left);
			  }
			  if(node.right!=null){
				  queue.offer(node.right);
			  }
		 }
		 return head;
	 }
	 public static Node getNodeByString(String str){
		 if(str.equals("#")){
			 return null;
		 }
		 return new Node(new Integer(str));
	 }

 

### 二叉树序列化反序列化的算法实现方法 二叉树序列化反序列化是将二叉树结构转换为字符串形式以便存储或传输,并能够从该字符串中重新构建原始二叉树的过程。以下是基于前遍历、遍历的序列化反序列化实现方法。 #### 方法一:基于前遍历的序列化反序列化遍历的特点是访问根节点,然后递归访问左子树右子树。通过这种方式可以方便地进行序列化反序列化。 ```python # 定义二叉树节点 class TreeNode: def __init__(self, val=0, left=None, right=None): self.val = val self.left = left self.right = right class Codec: def serialize(self, root): """Encodes a tree to a single string.""" if not root: return "None," return str(root.val) + "," + self.serialize(root.left) + self.serialize(root.right) def deserialize(self, data): """Decodes your encoded data to tree.""" def helper(data_list): if data_list[0] == "None": data_list.pop(0) return None root = TreeNode(int(data_list[0])) data_list.pop(0) root.left = helper(data_list) root.right = helper(data_list) return root data_list = data.split(",") return helper(data_list) ``` 上述代码实现了基于前遍历的二叉树序列化反序列化[^2]。 #### 方法二:基于遍历的序列化反序列化 遍历是一种按次从上到下、从左到右访问二叉树节点的方法。为了保证能够唯一还原二叉树,需要在序列化时保存空节点的信息。 ```python from collections import deque class Codec: def serialize(self, root): """Encodes a tree to a single string.""" if not root: return "" queue = deque([root]) result = [] while queue: node = queue.popleft() if node: result.append(str(node.val)) queue.append(node.left) queue.append(node.right) else: result.append("None") return ",".join(result) def deserialize(self, data): """Decodes your encoded data to tree.""" if not data: return None nodes = data.split(",") root = TreeNode(int(nodes[0])) queue = deque([root]) i = 1 while queue and i < len(nodes): node = queue.popleft() if nodes[i] != "None": left = TreeNode(int(nodes[i])) node.left = left queue.append(left) i += 1 if nodes[i] != "None": right = TreeNode(int(nodes[i])) node.right = right queue.append(right) i += 1 return root ``` 上述代码展示了基于遍历的二叉树序列化反序列化方法[^5]。 #### 注意事项 - 在序列化过程中,必须明确表示空节点(如使用`None`),否则无法唯一还原二叉树。 - 反序列化时,需要按照序列化的规则逐步重建二叉树结构。 ---
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