java数据结构与算法之二叉树深度优先和广度优先遍历

Posted 2021-07-09 wen-pan

一、宽度优先遍历

算法流程：

宽度优先遍历使用 队列，先进先出。

1. 先将头节点压入队列中，进入while循环
2. 每循环一次就从队列中弹出一个元素，弹出就打印。
3. 将该弹出元素的左右孩子节点压入队列中（如果有的话），先压左孩子，再压右孩子。
4. 重复上面第 2 、3 步骤，直到队列为空
5. 当遍历完整棵树以后就完成了树的宽度优先遍历

代码如下：

/**
 * 二叉树宽度优先遍历
 * 宽度优先用队列
 */
public static void widthPriority(final TreeNode head) {
  if (head == null) {
    return;
  }
  final LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
  queue.add(head);

  while (!queue.isEmpty()) {
    // 从队列里弹出一个元素，弹出就打印
    final TreeNode node = queue.pop();
    System.out.println(node.data);
    // 左孩子压入队列（如果有）
    if (node.left != null) {
      queue.add(node.left);
    }
    // 右孩子压入队列（如果有）
    if (node.right != null) {
      queue.add(node.right);
    }
  }

}

二、深度优先遍历

二叉树的中序遍历其实就是树的深度优先遍历 !!!

方式一、自己用栈实现

/**
 * 二叉树深度优先遍历（中序遍历其实就是深度优先遍历）
 * 深度优先用栈实现
 */
public static void deepPriority(final TreeNode head) {
    if (head == null) {
        return;
    }
    TreeNode current = head;
    final Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
    
    while (!stack.isEmpty() || current != null) {
        // 顺着左边界一直走到底
        if (current != null) {
            stack.push(current);
            current = current.left;
        } else {
            // 如果左边界已经走到底了，则从栈中弹一个节点出来，并且将current指针指向弹出节点的right节点，继续上面while循环
            final TreeNode node = stack.pop();
            // 弹出就打印
            System.out.print(node.data + ",");
            current = node.right;
        }
    }
    
}

方式二、用递归实现

/**
 * 递归的方式实现深度优先遍历
 */
public static void deepPriority02(final TreeNode head) {
    if (head == null) {
        return;
    }
    inOrderTraversalProcessor(head);
}

/**
 * 中序遍历二叉树（也是深度优先遍历）
 */
public static void inOrderTraversalProcessor(final TreeNode head) {
    // base case
    if (head == null) {
        return;
    }
  	// 处理左子树
    inOrderTraversalProcessor(head.left);
    // 中序遍历，左子树递归返回就打印
    System.out.print(head.data + ",");
    // 处理右子树
    inOrderTraversalProcessor(head.right);
}