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 }

 

以上是关于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的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

温故知新'二叉树的最大深度' 递归和广度优先遍历实现

二叉树的遍历

二叉树的遍历

二叉树遍历(前序中序后序层次深度优先广度优先遍历)

快速掌握二叉树的7种遍历方式哦!!!

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