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服务器之家 - 编程语言 - Java教程 - Java二叉树的四种遍历方式详解

Java二叉树的四种遍历方式详解

2022-07-08 09:54林海杜 Java教程

这篇文章主要介绍了Java二叉树的四种遍历,二叉树的遍历可以分为前序、中序、后序、层次遍历,需要的朋友可以参考下

二叉树的四种遍历方式:

  • 二叉树的遍历(traversing binary tree)是指从根结点出发,按照某种次序依次访问二叉树中所有的结点,使得每个结点被访问依次且仅被访问一次。

四种遍历方式分别为:先序遍历、中序遍历、后序遍历、层序遍历。

Java二叉树的四种遍历方式详解

遍历之前,我们首先介绍一下,如何创建一个二叉树,在这里用的是先建左树在建右树的方法,

首先要声明结点treenode类,代码如下:

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public class treenode {
    public int data;
    public treenode leftchild;
    public treenode rightchild;
    public treenode(int data){
        this.data = data;
    }
}

再来创建一颗二叉树:

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/**
     * 构建二叉树
     * @param list   输入序列
     * @return
     */
    public static treenode createbinarytree(linkedlist<integer> list){
        treenode node = null;
        if(list == null || list.isempty()){
            return null;
        }
        integer data = list.removefirst();
        if(data!=null){
            node = new treenode(data);
            node.leftchild = createbinarytree(list);
            node.rightchild = createbinarytree(list);
        }
        return node;
    }

接下来按照上面列的顺序一一讲解,

首先来看前序遍历,所谓的前序遍历就是先访问根节点,再访问左节点,最后访问右节点,

Java二叉树的四种遍历方式详解

如上图所示,前序遍历结果为:

abdfecghi

实现代码如下:

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/**
     * 二叉树前序遍历   根-> 左-> 右
     * @param node    二叉树节点
     */
    public static void preordertraveral(treenode node){
        if(node == null){
            return;
        }
        system.out.print(node.data+" ");
        preordertraveral(node.leftchild);
        preordertraveral(node.rightchild);
    }

再者就是中序遍历,所谓的中序遍历就是先访问左节点,再访问根节点,最后访问右节点,

Java二叉树的四种遍历方式详解

如上图所示,中序遍历结果为:

dbefaghci

实现代码如下:

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/**
     * 二叉树中序遍历   左-> 根-> 右
     * @param node   二叉树节点
     */
    public static void inordertraveral(treenode node){
        if(node == null){
            return;
        }
        inordertraveral(node.leftchild);
        system.out.print(node.data+" ");
        inordertraveral(node.rightchild);
    }

最后就是后序遍历,所谓的后序遍历就是先访问左节点,再访问右节点,最后访问根节点。

Java二叉树的四种遍历方式详解

如上图所示,后序遍历结果为:

defbhgica

实现代码如下:

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/**
     * 二叉树后序遍历   左-> 右-> 根
     * @param node    二叉树节点
     */
    public static void postordertraveral(treenode node){
        if(node == null){
            return;
        }
        postordertraveral(node.leftchild);
        postordertraveral(node.rightchild);
        system.out.print(node.data+" ");
    }

讲完上面三种递归的方法,下面再给大家讲讲非递归是如何实现前中后序遍历的

还是一样,先看非递归前序遍历

1.首先申请一个新的栈,记为stack;

2.声明一个结点treenode,让其指向node结点;

3.如果treenode的不为空,将treenode的值打印,并将treenode入栈,然后让treenode指向treenode的右结点,

4.重复步骤3,直到treenode为空;

5.然后出栈,让treenode指向treenode的右孩子

6.重复步骤3,直到stack为空.

实现代码如下:

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public static void preordertraveralwithstack(treenode node){
        stack<treenode> stack = new stack<treenode>();
        treenode treenode = node;
        while(treenode!=null || !stack.isempty()){
            //迭代访问节点的左孩子,并入栈
            while(treenode != null){
                system.out.print(treenode.data+" ");
                stack.push(treenode);
                treenode = treenode.leftchild;
            }
            //如果节点没有左孩子,则弹出栈顶节点,访问节点右孩子
            if(!stack.isempty()){
                treenode = stack.pop();
                treenode = treenode.rightchild;
            }
        }
    }

中序遍历非递归,在此不过多叙述具体步骤了,

具体过程:

1.申请一个新栈,记为stack,申请一个变量cur,初始时令treenode为头节点;

2.先把treenode节点压入栈中,对以treenode节点为头的整棵子树来说,依次把整棵树的左子树压入栈中,即不断令treenode=treenode.leftchild,然后重复步骤2;

3.不断重复步骤2,直到发现cur为空,此时从stack中弹出一个节点记为treenode,打印node的值,并让treenode= treenode.right,然后继续重复步骤2;

4.当stack为空并且cur为空时结束。

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public static void inordertraveralwithstack(treenode node){
        stack<treenode> stack = new stack<treenode>();
        treenode treenode = node;
        while(treenode!=null || !stack.isempty()){
            while(treenode != null){
                stack.push(treenode);
                treenode = treenode.leftchild;
            }
            if(!stack.isempty()){
                treenode = stack.pop();
                system.out.print(treenode.data+" ");
                treenode = treenode.rightchild;
            }
        }
    }

后序遍历非递归实现,后序遍历这里较前两者实现复杂一点,我们需要一个标记位来记忆我们此时节点上一个节点,具体看代码注释

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public static void postordertraveralwithstack(treenode node){
        stack<treenode> stack = new stack<treenode>();
        treenode treenode = node;
        treenode lastvisit = null;   //标记每次遍历最后一次访问的节点
        while(treenode!=null || !stack.isempty()){//节点不为空,结点入栈,并且指向下一个左孩子
            while(treenode!=null){
                stack.push(treenode);
                treenode = treenode.leftchild;
            }
            //栈不为空
            if(!stack.isempty()){
                //出栈
                treenode = stack.pop();
                /**
                 * 这块就是判断treenode是否有右孩子,
                 * 如果没有输出treenode.data,让lastvisit指向treenode,并让treenode为空
                 * 如果有右孩子,将当前节点继续入栈,treenode指向它的右孩子,继续重复循环
                 */
                if(treenode.rightchild == null || treenode.rightchild == lastvisit) {
                    system.out.print(treenode.data + " ");
                    lastvisit = treenode;
                    treenode  = null;
                }else{
                    stack.push(treenode);
                    treenode = treenode.rightchild;
                }
            }
        }
    }

最后再给大家介绍一下层序遍历

具体步骤如下:

1.首先申请一个新的队列,记为queue;

2.将头结点head压入queue中;

3.每次从queue中出队,记为node,然后打印node值,如果node左孩子不为空,则将左孩子入队;如果node的右孩子不为空,则将右孩子入队;

4.重复步骤3,直到queue为空。

实现代码如下:

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public static void levelorder(treenode root){
        linkedlist<treenode> queue = new linkedlist<>();
        queue.add(root);
        while(!queue.isempty()){
            root = queue.pop();
            system.out.print(root.data+" ");
            if(root.leftchild!=null) queue.add(root.leftchild);
            if(root.rightchild!=null) queue.add(root.rightchild);
        }
    }

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注服务器之家的更多内容!

原文链接:https://www.cnblogs.com/du001011/p/11229170.html

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