二叉树的广度优先遍历深度优先遍历的递归和非递归实现方式
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了二叉树的广度优先遍历深度优先遍历的递归和非递归实现方式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
二叉树的遍历方式:
1、深度优先:递归,非递归实现方式
1)先序遍历:先访问根节点,再依次访问左子树和右子树
2)中序遍历:先访问左子树,再访问根节点吗,最后访问右子树
3)后序遍历:先访问左子树,再访问右子树,最后访问根节点
2、广度优先
按照树的深度,一层一层的访问树的节点
1 package Solution; 2 3 import java.util.LinkedList; 4 import java.util.Queue; 5 import java.util.Stack; 6 7 8 public class BinaryTree { 9 10 // 二叉树节点 11 public static class BinaryTreeNode { 12 int value; 13 BinaryTreeNode left; 14 BinaryTreeNode right; 15 16 public BinaryTreeNode(int value) { 17 this.value = value; 18 } 19 20 public BinaryTreeNode(int value, BinaryTreeNode left, 21 BinaryTreeNode right) { 22 super(); 23 this.value = value; 24 this.left = left; 25 this.right = right; 26 } 27 28 } 29 30 // 访问树的节点 31 public static void visit(BinaryTreeNode node) { 32 System.out.println(node.value); 33 } 34 35 /** 递归实现二叉树的先序遍历 */ 36 public static void preOrder(BinaryTreeNode node) { 37 if (node != null) { 38 visit(node); 39 preOrder(node.left); 40 preOrder(node.right); 41 } 42 } 43 44 /** 递归实现二叉树的中序遍历 */ 45 public static void inOrder(BinaryTreeNode node) { 46 if (node != null) { 47 inOrder(node.left); 48 visit(node); 49 inOrder(node.right); 50 } 51 } 52 53 /** 递归实现二叉树的后序遍历 */ 54 public static void postOrder(BinaryTreeNode node) { 55 if (node != null) { 56 postOrder(node.left); 57 postOrder(node.right); 58 visit(node); 59 } 60 } 61 62 /** 非递归实现二叉树的先序遍历 */ 63 public static void iterativePreorder(BinaryTreeNode node) { 64 Stack<BinaryTreeNode> stack = new Stack<>(); 65 if (node != null) { 66 stack.push(node); 67 while (!stack.empty()) { 68 node = stack.pop(); 69 // 先访问节点 70 visit(node); 71 // 把右子结点压入栈 72 if (node.right != null) { 73 stack.push(node.right); 74 } 75 // 把左子结点压入栈 76 if (node.left != null) { 77 stack.push(node.left); 78 } 79 } 80 } 81 } 82 83 /** 非递归实现二叉树的中序遍历 */ 84 public static void iterativeInOrder(BinaryTreeNode root) { 85 Stack<BinaryTreeNode> stack = new Stack<>(); 86 BinaryTreeNode node = root; 87 while (node != null || stack.size() > 0) { 88 // 把当前节点的所有左侧子结点压入栈 89 while (node != null) { 90 stack.push(node); 91 node = node.left; 92 } 93 // 访问节点,处理该节点的右子树 94 if (stack.size() > 0) { 95 node = stack.pop(); 96 visit(node); 97 node = node.right; 98 } 99 } 100 } 101 102 /** 非递归使用单栈实现二叉树后序遍历 */ 103 public static void iterativePostOrder(BinaryTreeNode root) { 104 Stack<BinaryTreeNode> stack = new Stack<>(); 105 BinaryTreeNode node = root; 106 // 访问根节点时判断其右子树是够被访问过 107 BinaryTreeNode preNode = null; 108 while (node != null || stack.size() > 0) { 109 // 把当前节点的左侧节点全部入栈 110 while (node != null) { 111 stack.push(node); 112 node = node.left; 113 } 114 if (stack.size() > 0) { 115 BinaryTreeNode temp = stack.peek().right; 116 // 一个根节点被访问的前提是:无右子树或右子树已被访问过 117 if (temp == null || temp == preNode) { 118 node = stack.pop(); 119 visit(node); 120 preNode = node;// 记录刚被访问过的节点 121 node = null; 122 } else { 123 // 处理右子树 124 node = temp; 125 } 126 } 127 } 128 } 129 130 /** 非递归使用双栈实现二叉树后序遍历 */ 131 public static void iterativePostOrderByTwoStacks(BinaryTreeNode root) { 132 Stack<BinaryTreeNode> stack = new Stack<>(); 133 Stack<BinaryTreeNode> temp = new Stack<>(); 134 BinaryTreeNode node = root; 135 while (node != null || stack.size() > 0) { 136 // 把当前节点和其右侧子结点推入栈 137 while (node != null) { 138 stack.push(node); 139 temp.push(node); 140 node = node.right; 141 } 142 // 处理栈顶节点的左子树 143 if (stack.size() > 0) { 144 node = stack.pop(); 145 node = node.left; 146 } 147 } 148 while (temp.size() > 0) { 149 node = temp.pop(); 150 visit(node); 151 } 152 } 153 154 /** 二叉树广度优先遍历——层序遍历 */ 155 public static void layerTraversal(BinaryTreeNode root) { 156 Queue<BinaryTreeNode> queue = new LinkedList<>(); 157 158 if (root != null) { 159 queue.add(root); 160 while (!queue.isEmpty()) { 161 BinaryTreeNode currentNode = queue.poll(); 162 visit(currentNode); 163 if (currentNode.left != null) { 164 queue.add(currentNode.left); 165 } 166 167 if (currentNode.right != null) { 168 queue.add(currentNode.right); 169 } 170 171 } 172 } 173 } 174 175 public static void main(String[] args) { 176 177 // 构造二叉树 178 // 1 179 // / 180 // 2 3 181 // / / 182 // 4 5 7 183 // \ / 184 // 6 8 185 BinaryTreeNode root = new BinaryTreeNode(1); 186 BinaryTreeNode node2 = new BinaryTreeNode(2); 187 BinaryTreeNode node3 = new BinaryTreeNode(3); 188 BinaryTreeNode node4 = new BinaryTreeNode(4); 189 BinaryTreeNode node5 = new BinaryTreeNode(5); 190 BinaryTreeNode node6 = new BinaryTreeNode(6); 191 BinaryTreeNode node7 = new BinaryTreeNode(7); 192 BinaryTreeNode node8 = new BinaryTreeNode(8); 193 194 root.left = node2; 195 root.right = node3; 196 node2.left = node4; 197 node3.left = node5; 198 node3.right = node7; 199 node5.right = node6; 200 node7.left = node8; 201 System.out.println("二叉树先序遍历"); 202 preOrder(root); 203 System.out.println("二叉树先序遍历非递归"); 204 iterativePreorder(root); 205 System.out.println("二叉树中序遍历"); 206 inOrder(root); 207 System.out.println("二叉树中序遍历非递归"); 208 iterativeInOrder(root); 209 System.out.println("二叉树后序遍历"); 210 postOrder(root); 211 System.out.println("二叉树单栈非递归后序遍历"); 212 iterativePostOrder(root); 213 System.out.println("二叉树双栈非递归后序遍历"); 214 iterativePostOrderByTwoStacks(root); 215 System.out.println("二叉树层树序遍历"); 216 layerTraversal(root); 217 } 218 }
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