C#高级:递归3-根据数据列表生成一颗递归树

目录

一、需求:

二、实现代码

三、递归代码

四、思考


一、需求:

给小明一家生成族谱树

二、实现代码

using Newtonsoft.Json;
using System.Collections.Generic;
using System;
using System.Linq;


class Person
{
    public int Id { get; set; }
    public int? ParentID { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

class TreeDto : Person
{
    [JsonProperty(Order = 99)]
    public List<TreeDto> Children = new List<TreeDto>();
}

class Program
{
    static void Main()
    {
         List<Person> PersonList = new List<Person>()
        {
            new Person(){ Id=1,ParentID=null,Name="小明曾祖父",},
            new Person(){ Id=2,ParentID=1,Name="小明爷爷",},
            new Person(){ Id=3,ParentID=1,Name="小明二爷爷",},
            new Person(){ Id=4,ParentID=1,Name="小明三爷爷",},
            new Person(){ Id=5,ParentID=2,Name="小明爸爸",},
            new Person(){ Id=6,ParentID=2,Name="小明叔叔",},
            new Person(){ Id=7,ParentID=5,Name="小明本人",},
            new Person(){ Id=8,ParentID=5,Name="小明妹妹",},
            new Person(){ Id=9,ParentID=7,Name="小明儿子",}
        };
        TreeDto tree = BuildTree(PersonList);//传入列表根节点【小明曾祖父】
        var result = JsonConvert.SerializeObject(tree);//实体=>JSON打印
        Console.WriteLine(result);
    }

    static TreeDto BuildTree(List<Person> PersonList,int? parentId=null) //入参:原始列表,父级ID  出参:满足父级ID的子级
    {
        var children = PersonList
            .Where(p => p.ParentID == parentId)//寻找子级
            .Select(p => new TreeDto
            {
                Id = p.Id,
                ParentID = p.ParentID,
                Name = p.Name,
                Children = BuildTree(PersonList,p.Id).Children //递归:寻找子级的子级
            })
            .ToList();

        return new TreeDto
        {
            Id = 0, //树根节点ID,可任意起名
            ParentID = 0, //树根节点PID,可任意起名
            Name = "族谱",
            Children = children
        };
    }
}

【效果】

{
    "Id": 0,
    "ParentID": 0,
    "Name": "族谱",
    "Children": [
        {
            "Id": 1,
            "ParentID": null,
            "Name": "小明曾祖父",
            "Children": [
                {
                    "Id": 2,
                    "ParentID": 1,
                    "Name": "小明爷爷",
                    "Children": [
                        {
                            "Id": 5,
                            "ParentID": 2,
                            "Name": "小明爸爸",
                            "Children": [
                                {
                                    "Id": 7,
                                    "ParentID": 5,
                                    "Name": "小明本人",
                                    "Children": [
                                        {
                                            "Id": 9,
                                            "ParentID": 7,
                                            "Name": "小明儿子",
                                            "Children": []
                                        }
                                    ]
                                },
                                {
                                    "Id": 8,
                                    "ParentID": 5,
                                    "Name": "小明妹妹",
                                    "Children": []
                                }
                            ]
                        },
                        {
                            "Id": 6,
                            "ParentID": 2,
                            "Name": "小明叔叔",
                            "Children": []
                        }
                    ]
                },
                {
                    "Id": 3,
                    "ParentID": 1,
                    "Name": "小明二爷爷",
                    "Children": []
                },
                {
                    "Id": 4,
                    "ParentID": 1,
                    "Name": "小明三爷爷",
                    "Children": []
                }
            ]
        }
    ]
}

三、递归代码

static TreeDto BuildTree(List<Person> PersonList,int? parentId=null) //入参:原始列表,父级ID  出参:满足父级ID的子级
{
    var children = PersonList
        .Where(p => p.ParentID == parentId)//寻找子级
        .Select(p => new TreeDto
        {
            Id = p.Id,
            ParentID = p.ParentID,
            Name = p.Name,
            Children = BuildTree(PersonList,p.Id).Children //递归:寻找子级的子级
        })
        .ToList();

    return new TreeDto
    {
        Id = 0, //树根节点ID,可任意起名
        ParentID = 0, //树根节点PID,可任意起名
        Name = "族谱",
        Children = children
    };
}

四、思考

1.设定序列化的字段顺序,例如将Children这个字段放最后面

 2.如果根节点不想设为族谱,如何获取从曾祖父开始的递归树 

var result = JsonConvert.SerializeObject(tree);//族谱开始

改为

var result = JsonConvert.SerializeObject(tree.Children.FirstOrDefault());//曾祖父开始

3.如果想在族谱上加一个根节点,如何操作

【代码】

TreeDto tree = BuildTree(PersonList);//传入列表根节点【小明曾祖父】
var newTree = new TreeDto
{
    Id = 1000,
    Name = "新增根节点",
    Children = new List<TreeDto>() { tree }
};
var result = JsonConvert.SerializeObject(newTree);//实体=>JSON打印

【效果】

//设定生成树的原始数据 void getdatable() { tblDatas.Columns.Add("groupid", Type.GetType("System.String")); tblDatas.Columns.Add("groupname", Type.GetType("System.String")); tblDatas.Columns.Add("parentid", Type.GetType("System.String")); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "1", "机关", "0" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "2", "学院", "0" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "3", "教学管理中心", "1" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "4", "校园管理中心", "1" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "5", "数据中心", "3" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "6", "信息中心", "3" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "7", "一卡通", "4" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "8", "保卫处", "4" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "9", "信工系", "2" }); tblDatas.Rows.Add(new object[] { "10", "艺术系", "2" }); dataGridView1.DataSource = tblDatas; } //递归生成树函数 public void AddTree(int ParentID, TreeNode pNode) { DataTable dt = new DataTable(); dt = tblDatas; DataView dvTree = new DataView(dt); //过滤ParentID,得到当前的所有子节点 dvTree.RowFilter = "parentid = " + ParentID; foreach (DataRowView Row in dvTree) { TreeNode Node = new TreeNode(); if (pNode == null) { //添加根节点 Node.Text = Row["groupname"].ToString(); treeView1.Nodes.Add(Node); AddTree(Int32.Parse(Row["groupid"].ToString()), Node); //再次递归 } else { //添加当前节点的子节点 Node.Text = Row["groupname"].ToString(); pNode.Nodes.Add(Node); AddTree(Int32.Parse(Row["groupid"].ToString()), Node); //再次递归 } } } //调用递归函数在treeView1里面显示给出数据的树形图 private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { treeView1.Nodes.Clear(); AddTree(0, (TreeNode)null); }
第1关:实现二叉树的创建 100 任务要求 参考答案 记录 问答84 任务描述 相关知识 二叉树的前序遍历 如何创建一颗二叉树 二叉树的中序遍历 编程要求 测试说明 任务描述 本关任务:利用先序遍历创建二叉树,并给出相应二叉树的中序遍历结果。 相关知识 为了完成本关任务,你需要掌握:1.二叉树的前序遍历,2.如何创建一颗二叉树,3.二叉树的中序遍历。 二叉树的前序遍历 前序遍历preorder traversal是指按照先根节点,再左节点,最后右节点的次序访问二叉树中所有的节点,使得每个节点被访问且仅被访问一次。 例:图1表示一个二叉树,前序遍历的顺序如节点上面数字所示,结果为ABCDEF。 如何创建一颗二叉树 本关基于二叉链表存储定义了树节点数据结构: struct BiTreeNode { char data; // 树节点元素 BiTreeNode* left; // 左子树指针 BiTreeNode* right; // 右子树指针 }; 利用先序遍历创建二叉树,我们需要知道先序遍历的叶子节点,通过增加符合#表示叶子节点的子节点,则图1的先序遍历为:ABC##D##EF###。 根据先序遍历的过程,首先创建根节点,然后使用递归的方法创建左子树节点,直到遇到符号#,表示到了叶子节点,回溯父节点并创建右子树节点。 伪代码如下: BiTreeNode* CreatBiTree(char* s, int &i, int len) { root = new BiTreeNode(s[i++]); //创建根节点 root->left = CreatBiTree(s, i, len); //递归创建左子树 root->right = CreatBiTree(s, i, len); //递归创建右子树 return root; } 二叉树的中序遍历 中序遍历inorder traversal是指按照先左节点,再根节点,最后右节点的次序访问二叉树中所有的节点,使得每个节点被访问且仅被访问一次。 例:图2表示一个二叉树,中序遍历的顺序如节点上面数字所示,结果为CBDAFE。 编程要求 本关的编程任务是补全右侧代码片段CreatBiTree和InOrder中Begin至End中间的代码,具体要求如下: 在CreatBiTree中,利用先序遍历创建二叉树,并返回二叉树根节点指针。 在InOrder中,完成二叉树的中序遍历,并输出遍历结果,中间没有空格,末尾不换行。 测试说明 平台将自动编译补全后的代码,并生成若干组测试数据,接着根据程序的输出判断程序是否正确。 以下是平台的测试样例: 测试输入:ABC##D##EF### 预期输出:CBDAFE 测试输入:ABCD###E#F##G## 预期输出:DCBEFAG 开始你的任务吧,祝你成功!// binary_tree.cpp // BinaryTreeApp // // Created by ljpc on 2018/5/3. // Copyright © 2018年 ljpc. All rights reserved. // #include "binary_tree.h" BiTreeNode* CreatBiTree(char* s, int &i, int len) // 利用先序遍历创建二叉树 // 参数:先序遍历字符串s,字符串初始下标i=0,字符串长度len。 // 返回:二叉树 { // 请在这里补充代码,完成本关任务 /********** Begin *********/ /********** End **********/ } void InOrder(BiTreeNode* root) // 二叉树的中序遍历 // 参数:二叉树根节点root // 输出:中间没有空格,末尾不换行。 { // 请在这里补充代码,完成本关任务 /********** Begin *********/ /********** End **********/ }
最新发布
03-08
### 构建二叉树并实现中序遍历 为了根据先序遍历字符串构建二叉树并实现其中序遍历,在C++中可以定义一个`TreeNode`结构体来表示二叉树的节点[^2]。此结构体应包含三个成员变量:存储数据的整型变量`Data`,指向左孩子的指针`Left`和指向右孩子的指针`Right`。 对于创建二叉树的过程,假设给定的先序序列不含重复元素,则可以通过递归的方法完成。具体来说,先序遍历的第一个元素总是根节点;如果该元素之后还有其他元素存在,则第二个元素属于左孩子(如果有),而最后一个非空位置上的元素则对应于最右侧路径上某个节点的右孩子(如果有)。通过这种方式不断划分剩余部分直到处理完所有输入字符为止即可重建原始二叉树[^1]。 下面展示了一个简单的例子,说明如何基于上述逻辑编写`CreatBiTree`函数用于从先序遍历字符串建立一棵二叉树: ```cpp #include <iostream> #include <string> using namespace std; struct TreeNode { char Data; TreeNode *Left, *Right; }; // 辅助全局索引变量index,用来追踪当前正在处理的先序数组中的哪个位置 int index = 0; TreeNode* CreatBiTree(const string& preOrder) { if (preOrder[index] == &#39;#&#39;) { // 使用&#39;#&#39;代表空结点 ++index; return nullptr; } TreeNode* node = new TreeNode(); node->Data = preOrder[index++]; // 如果有更多元素,则继续尝试分配左右子树 if(index != preOrder.size()){ node->Left = CreatBiTree(preOrder); if(index != preOrder.size()) node->Right = CreatBiTree(preOrder); }else{ node->Left = node->Right = nullptr; } return node; } ``` 一旦建立了这棵树,就可以很容易地写出另一个递归函数来进行中序遍历(`InOrder`),即按照访问左子树 -> 访问根节点 -> 访问右子树这样的顺序打印出各个节点的数据值[^3]。 下面是执行中序遍历的一个可能版本: ```cpp void InOrder(TreeNode* root) { if (!root) return; InOrder(root->Left); // 遍历左子树 cout << root->Data << &#39; &#39;; // 处理根节点 InOrder(root->Right); // 遍历右子树 } int main() { string preorderStr = "ab#c#d##"; TreeNode* treeRoot = CreatBiTree(preorderStr); cout << "The inorder traversal of the constructed binary tree is: "; InOrder(treeRoot); delete treeRoot; // 清除动态内存分配的对象 return 0; } ``` 请注意以上代码片段仅作为概念验证用途,并未考虑边界情况或错误检查等问题。实际应用时应当更加严谨地设计算法以确保程序健壮性和效率[^4]。
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