java list 转树 tree 的三种写法

本文介绍了一种在Java中构建树形数据结构的方法,通过三种不同的算法实现:双层循环、递归和改进的迭代。这些方法适用于从扁平化的列表数据创建树形结构,常见于文件系统、组织结构或评论树等场景。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

package com.lzk;

import java.util.List;

public class TreeNode {
    private String id;

    private String name;

    private String pid;

    private List<TreeNode> childrens;

    public TreeNode(String id,String name,String pid){
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.pid = pid;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getPid() {
        return pid;
    }

    public void setPid(String pid) {
        this.pid = pid;
    }

    public List<TreeNode> getChildrens() {
        return childrens;
    }

    public void setChildrens(List<TreeNode> childrens) {
        this.childrens = childrens;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "TreeNode{" +
                "id='" + id + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", pid='" + pid + '\'' +
                ", childrens=" + childrens +
                '}';
    }
}

package com.lzk;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TreeBuild {

    /**
     * 方式一:使用两层循环实现
     * @param treeList
     * @return
     */
    public static List<TreeNode> toTree01(List<TreeNode> treeList,String pid) {
        List<TreeNode> retList = new ArrayList<TreeNode>();
        for (TreeNode parent : treeList) {
            if (pid.equals(parent.getPid())) {
                retList.add(parent);
            }
            for (TreeNode child : treeList) {
                if (child.getPid() == parent.getId()) {
                    if (parent.getChildrens() == null) {
                        parent.setChildrens(new ArrayList<TreeNode>());
                    }
                    parent.getChildrens().add(child);
                }
            }
        }
        return retList;
    }

    /**
     * 方式二:使用递归实现
     * @param treeList
     * @return
    **/
    public static List<TreeNode> toTree02(List<TreeNode> treeList,String pid) {
        List<TreeNode> retList = new ArrayList<TreeNode>();
        for (TreeNode parent : treeList) {
            if (pid.equals(parent.getPid())) {
                retList.add(findChildren(parent, treeList));
            }
        }
        return retList;
    }

    /*
    * 查询父节点下的所有子节点
    * */
    private static TreeNode findChildren(TreeNode parent, List<TreeNode> treeList) {
        for (TreeNode child : treeList) {
            if (parent.getId().equals(child.getPid())) {
                if (parent.getChildrens() == null) {
                    parent.setChildrens(new ArrayList<TreeNode>());
                }
                parent.getChildrens().add(findChildren(child, treeList));
            }
        }
        return parent;
    }

    /**
     *方法三
     * @param list
     * @return
     */
    public static List<TreeNode> toTree03(List<TreeNode> list,String pid) {
        List<TreeNode> treeList = new ArrayList<TreeNode>();
        for (TreeNode tree : list) {
            if(tree.getPid().equals(pid)){
                treeList.add(tree);
            }
        }
        for (TreeNode tree : list) {
            toTreeChildren(treeList,tree);
        }
        return treeList;
    }

    public static void toTreeChildren(List<TreeNode> treeList, TreeNode tree) {
        for (TreeNode node : treeList) {
            if(tree.getPid() == node.getId()){
                if(node.getChildrens() == null){
                    node.setChildrens(new ArrayList<TreeNode>());
                }
                node.getChildrens().add(tree);
            }
            if(node.getChildrens() != null){
                toTreeChildren(node.getChildrens(),tree);
            }
        }
    }
}

package com.lzk;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        List<TreeNode> list = new ArrayList<TreeNode>();
        list.add(new TreeNode("1", "顶层节点1", "0"));
        list.add(new TreeNode("2", "顶层节点2", "0"));
        list.add(new TreeNode("3", "顶层节点3", "0"));
        list.add(new TreeNode("4", "二级节点4", "1"));
        list.add(new TreeNode("5", "二级节点5", "2"));
        list.add(new TreeNode("6", "二级节点6", "3"));
        list.add(new TreeNode("7", "三级节点7", "4"));
        list.add(new TreeNode("8", "三级节点8", "4"));
        list.add(new TreeNode("9", "三级节点9", "5"));
//        List<TreeNode> list1 = TreeBuild.toTree02(list,"0");
//        System.out.println(list1);
        List<TreeNode> list2 = TreeBuild.toTree03(list,"0");
        System.out.println(list2);
    }
}

<think>我们有一个形结构的数据,每个节点包含一个金额(amount)字段,我们需要递归地计算每个节点及其所有子节点的金额总和。 通常,形结构中的节点会包含一个子节点列表(或集合)。我们可以使用Java 8的流(Stream)和递归的方式来实现。 假设我们有一个节点类,如下所示: ```java public class TreeNode { private int amount; // 当前节点的金额 private List<TreeNode> children; // 子节点列表 // 构造方法、getter和setter省略 public int getAmount() { return amount; } public List<TreeNode> getChildren() { return children; } } ``` 我们的目标是写一个方法,传入一个节点,返回该节点及其所有子节点的金额总和。 使用递归的方式,我们可以这样实现: 1. 计算当前节点的金额。 2. 递归计算每个子节点的总金额(即对每个子节点调用同样的方法)。 3. 将当前节点的金额与所有子节点的总金额相加。 在Java 8中,我们可以利用流(Stream)来简化子节点金额的累加。 具体实现如下: ```java import java.util.List; import java.util.stream.Collectors; public class TreeSumUtil { public static int sumTree(TreeNode node) { if (node == null) { return 0; } // 递归计算子节点的总和 int childrenSum = node.getChildren().stream() .mapToInt(TreeSumUtil::sumTree) .sum(); // 返回当前节点金额加上所有子节点的金额总和 return node.getAmount() + childrenSum; } } ``` 或者,我们可以将递归方法写在节点类中,这样更面向对象: ```java public class TreeNode { private int amount; private List<TreeNode> children; // ... 其他代码 public int getTotalAmount() { int childrenSum = 0; if (children != null) { childrenSum = children.stream() .mapToInt(TreeNode::getTotalAmount) .sum(); } return amount + childrenSum; } } ``` 注意:如果很大,递归可能导致栈溢出。在实际应用中,如果非常深,可能需要考虑使用非递归的方式(例如使用栈来模拟递归)。 但是,对于一般的应用,递归方式简洁明了,且使用Java 8的流使代码更加简洁。 另外,如果节点中的子节点列表可能为null,我们需要进行空判断,或者确保在构造时子节点列表被初始化为空列表(这样就不需要空判断,直接使用流操作空列表即可)。 建议在节点类中初始化子节点列表为空列表,这样可以避免空指针异常。 示例: ```java public class TreeNode { private int amount; private List<TreeNode> children = new ArrayList<>(); // 初始化为空列表 // ... } ``` 这样,在递归方法中就不需要检查null,直接使用流操作children即可。 因此,优化后的节点类写法: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class TreeNode { private int amount; private List<TreeNode> children = new ArrayList<>(); public TreeNode(int amount) { this.amount = amount; } public int getAmount() { return amount; } public void setAmount(int amount) { this.amount = amount; } public List<TreeNode> getChildren() { return children; } public int getTotalAmount() { return this.amount + children.stream() .mapToInt(TreeNode::getTotalAmount) .sum(); } } ``` 这样,对于任意一个节点,调用`getTotalAmount()`方法即可得到该节点及其子的金额总和。 注意:由于递归调用,如果非常深(比如深度超过几千),可能会导致栈溢出错误(StackOverflowError)。对于这种情况,可以考虑使用迭代的方式(例如深度优先遍历使用栈,或者广度优先遍历使用队列)来避免递归。但是,在大多数情况下,的深度不会那么大,递归是可行的。 如果确实需要处理深度很大的,我们可以使用迭代的方式,例如: ```java import java.util.ArrayDeque; import java.util.Deque; public class TreeSumUtil { public static int iterativeSumTree(TreeNode root) { if (root == null) { return 0; } Deque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<>(); stack.push(root); int total = 0; while (!stack.isEmpty()) { TreeNode node = stack.pop(); total += node.getAmount(); // 将子节点加入栈中 for (TreeNode child : node.getChildren()) { stack.push(child); } } return total; } } ``` 这种迭代方法使用深度优先遍历(DFS),使用栈来存储节点。也可以使用广度优先遍历(BFS),使用队列,但计算总和时顺序不影响结果。 但是,迭代方法会遍历所有节点,同样可以完成求和。 根据实际需求选择递归或迭代。 综上,对于形结构数据的递归累加,我们提供了递归和迭代两种方式,并给出了Java 8的实现。 注意:如果节点有修改(如添加或删除子节点),需要确保子节点列表的更新。 现在,根据用户的问题,我们主要关注Java 8的递归实现,所以重点在递归方法上。 希望这能帮助用户解决问题。</think>### Java 8 形结构递归金额累加实现 在 Java 8 中处理形结构的递归金额累加,可以通过函数式编程和递归结合实现。以下是完整的解决方案: #### 1. 定义节点结构 ```java import java.util.List; import java.util.ArrayList; public class TreeNode { private String name; private int amount; // 当前节点金额 private List<TreeNode> children = new ArrayList<>(); // 子节点列表 // 构造方法 public TreeNode(String name, int amount) { this.name = name; this.amount = amount; } // 添加子节点 public void addChild(TreeNode child) { children.add(child); } // Getters public String getName() { return name; } public int getAmount() { return amount; } public List<TreeNode> getChildren() { return children; } } ``` #### 2. 递归累加实现(Java 8 流式操作) ```java import java.util.stream.Collectors; public class TreeSumCalculator { // 递归累加核心方法 public static int calculateTotalAmount(TreeNode node) { if (node == null) return 0; int childrenSum = node.getChildren().stream() .mapToInt(TreeSumCalculator::calculateTotalAmount) .sum(); return node.getAmount() + childrenSum; } // 可选:获取带汇总信息的树结构 public static TreeNode getTreeWithTotal(TreeNode node) { if (node == null) return null; List<TreeNode> summedChildren = node.getChildren().stream() .map(TreeSumCalculator::getTreeWithTotal) .collect(Collectors.toList()); int total = node.getAmount() + summedChildren.stream() .mapToInt(TreeNode::getAmount) .sum(); TreeNode result = new TreeNode(node.getName(), total); summedChildren.forEach(result::addChild); return result; } } ``` #### 3. 使用示例 ```java public class Main { public static void main(String[] args) { // 构建测试 TreeNode root = new TreeNode("Root", 10); TreeNode child1 = new TreeNode("Child1", 20); TreeNode child2 = new TreeNode("Child2", 30); TreeNode grandChild = new TreeNode("Grandchild", 40); child1.addChild(grandChild); root.addChild(child1); root.addChild(child2); // 计算总金额 int total = TreeSumCalculator.calculateTotalAmount(root); System.out.println("总金额: " + total); // 输出: 100 // 获取带汇总的树结构 TreeNode summedTree = TreeSumCalculator.getTreeWithTotal(root); printTree(summedTree, 0); } // 打印树结构(辅助方法) private static void printTree(TreeNode node, int level) { String indent = " ".repeat(level); System.out.println(indent + node.getName() + ": " + node.getAmount()); node.getChildren().forEach(child -> printTree(child, level + 1)); } } ``` #### 输出示例: ``` Root: 100 Child1: 60 Grandchild: 40 Child2: 30 ``` #### 关键点说明: 1. **递归终止条件**:当节点为 null 时返回 0 2. **流式处理子节点**:`node.getChildren().stream()` 换子节点列表为流 3. **递归调用**:`mapToInt(TreeSumCalculator::calculateTotalAmount)` 对每个子节点递归计算 4. **结果汇总**:`sum()` 方法聚合所有子节点的计算结果 5. **最终计算**:当前节点金额 + 所有子节点金额总和 #### 性能优化建议: 1. 对于大型树结构,可考虑使用尾递归优化(Java 暂不支持)或迭代方式 2. 使用并行流处理大规模数据:`.parallelStream()` 替代 `.stream()` 3. 添加缓存机制避免重复计算(如节点金额不变时) 这种方法充分利用了 Java 8 的函数式特性,代码简洁且易于维护,同时保持清晰的递归逻辑[^1]。
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