java 完全二叉树的构建与四种遍历方法

Posted 2020-09-02 CATCH EXCEPTON

Java实现 二叉树的几种遍历方式，主要世纪路一下二叉树的层次遍历。构造一颗完全二叉树。

本来就是基础知识，不能丢的太干净，今天竟然花了那么长的时间才写出来，记一下。

 

有如下的一颗完全二叉树：

先序遍历结果应该为：1  2  4  5  3  6  7

中序遍历结果应该为：4  2  5  1  6  3  7

后序遍历结果应该为：4  5  2  6  7  3  1 

层序遍历结果应该为：1  2  3  4  5  6  7

 

二叉树的先序遍历、中序遍历、后序遍历其实都是一样的，都是执行递归操作。

我这记录一下层次遍历吧：层次遍历需要用到队列，先入队在出队，每次出队的元素检查是其是否有左右孩子，有则将其加入队列，由于利用队列的先进先出原理，进行层次遍历。

下面记录下完整代码（Java实现），包括几种遍历方法：

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;


/**
 * 定义二叉树节点元素
 * @author bubble
 *
 */
class Node {   
    public Node leftchild;
    public Node rightchild;
    public int data;

    public Node(int data) {
        this.data = data;
    }

}

public class TestBinTree {
    
    /**
     * 将一个arry数组构建成一个完全二叉树
     * @param arr 需要构建的数组
     * @return 二叉树的根节点
     */
    public Node initBinTree(int[] arr) {
        if(arr.length == 1) {
            return new Node(arr[0]);
        }
        List<Node> nodeList = new ArrayList<>();
        
        for(int i = 0; i < arr.length; i++) {
            nodeList.add(new Node(arr[i]));
        }
        int temp = 0;
        while(temp <= (arr.length - 2) / 2) {  //注意这里，数组的下标是从零开始的
            if(2 * temp + 1 < arr.length) {
                nodeList.get(temp).leftchild = nodeList.get(2 * temp + 1);
            }
            if(2 * temp + 2 < arr.length) {
                nodeList.get(temp).rightchild = nodeList.get(2 * temp + 2);
            }
            temp++;
        }
        return nodeList.get(0);
       }
 
    /**
     * 层序遍历二叉树，，并分层打印
     * @param root 二叉树根节点
     *
     */
     public void trivalBinTree(Node root) {
        Queue<Node> nodeQueue = new ArrayDeque<>(); 
        nodeQueue.add(root);
        Node temp = null;
        int currentLevel = 1;    //记录当前层需要打印的节点的数量
        int nextLevel = 0;//记录下一层需要打印的节点的数量
        while ((temp = nodeQueue.poll()) != null) {
            if (temp.leftchild != null) {
                nodeQueue.add(temp.leftchild);
                nextLevel++;
                
            }
            if (temp.rightchild != null) {
                nodeQueue.add(temp.rightchild);
                nextLevel++;
            }
            System.out.print(temp.data + " ");
            currentLevel--;
            if(currentLevel == 0) {
                System.out.println();
                currentLevel = nextLevel;
                nextLevel = 0;
            }
        }
    }
    

      /**
       * 先序遍历
       * @param root 二叉树根节点
       */
        public void preTrival(Node root) {
            if(root == null) {
                return;
            }
            System.out.print(root.data + " ");
            preTrival(root.leftchild);
            preTrival(root.rightchild);
        }
        /**
         * 中序遍历
         * @param root 二叉树根节点
         */
        public void midTrival(Node root) {
            if(root == null) {
                return;
            }
            midTrival(root.leftchild);
            System.out.print(root.data + " ");
            midTrival(root.rightchild);
        }
        /**
         * 后序遍历
         * @param root 二叉树根节点
         */
        public void afterTrival(Node root) {
            if(root == null) {
                return;
                
            }
            afterTrival(root.leftchild);
            afterTrival(root.rightchild);
            System.out.print(root.data + " ");
        }
        
        
        public static void main(String[] args) {
            TestBinTree btree = new TestBinTree();
            int[] arr = new int[] {1,2,3,4,5,6,7};
            Node root = btree.initBinTree(arr);
            System.out.println("层序遍历(分层打印)：");
            btree.trivalBinTree(root);
            System.out.println("\\n先序遍历：");
            btree.preTrival(root);
            System.out.println("\\n中序遍历：");
            btree.midTrival(root);
            System.out.println("\\n后序遍历：");
            btree.afterTrival(root);
            
        }
       
     } 

 

遍历结果：