将二叉树按照树结构输出

将二叉树按照树结构输出

题目描述：

将任意一个二叉树按照树结构输出，根节点直接输出值，子节点随着层数的增加，每增加一层子节点值前面增加“–”，当不存在左右节点时输出null。

题目解析：

我们一定要明确无论二叉树的输出结果是什么形式，它都是在四种遍历的基础上进行的。若题目无额外要求，我们首先考虑前序遍历输出，因前序输出更符合人的正常思维。因此该题我们是在前序遍历的基础上对二叉树输出加以改进。

代码实现：

//BinTree接口
package bin_tree;

/**
 * 二叉树的通用接口
 * @param <E>
 */
public interface BinTree<E> {
    void add(E e);
    int size();
}

//BinSearchNewTree实现类
package bin_tree.bin_search_tree;

import bin_tree.BinTree;

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

public class BinSearchNewTree<E extends Comparable> implements BinTree<E> {
    class Node{
        Object data;
        Node left;
        Node right;
        public Node(Object data) {
            this.data = data;
        }
    }
    private Node root;
    private int size;

    //向二叉树中添加元素
    @Override
    public void add(E e) {
        root=add(root,e);
    }
    /**
     * 每插入一个元素返回修改树结构后的根节点，因只要知道二叉树的根节点就可遍历所有节点
     * @param e
     */
    private Node add(Node node,E e){
        if(node==null){
            Node newNode=new Node(e);
            size++;
            return newNode;
        }
        if(e.compareTo(node.data)>0){
            node.right=add(node.right,e);
        }
        else if(e.compareTo(node.data)<0){
            node.left=add(node.left,e);
        }
        return node;
    }

    @Override
    public int size() {
        return size;
    }
    //覆写toString()方法保证输出二叉树数值
    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb=new StringBuilder();
        tree2str(root);
        return sb.toString();
    }
    //解决该题可从树的层数下手，使用树的前序遍历
    public String tree2str(Node node){
        StringBuilder res=new StringBuilder();
        tree2str(root,0,res);
        return res.toString();
    }
    private void tree2str(Node node,int depth,StringBuilder res){
        //若根节点为空，输出null同时换行即可
        if(node==null){
            res.append("null"+"\n");
            return;
        }
        //前序输出需首先输出数值
        res.append(gerateGang(depth)+node.data+"\n");
        //再递归遍历左子树
        tree2str(node.left,depth+1,res);
        //最后递归遍历右子树
        tree2str(node.right,depth+1,res);
    }
    //该方法实现随着层数的不同，数值前面加的-个数不同
    private String gerateGang(int depth){
        StringBuilder sb=new StringBuilder();
        for(int i=0;i<depth;i++){
            sb.append("--");
        }
        return sb.toString();
    }
    //对二叉树的打印
    public void print(){
        System.out.println(tree2str(root));
    }
}

//测试类
package bin_tree.bin_search_tree;

import bin_tree.BinTree;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        BinTree<Integer> binTree=new BinSearchNewTree<>();
        int[] num=new int[]{28,16,30,13,22,29,42,15};
        for(int i=0;i<num.length;i++){
            binTree.add(num[i]);
        }
        ((BinSearchNewTree<Integer>) binTree).print();
    }
}

输出结果：

28
--16
----13
null
------15
null
null
----22
null
null
--30
----29
null
null
----42
null
null

重点代码图解：

操作系统中递归实现图解：