二叉树定义:
二叉树(英语:Binary tree)是每个节点最多只有两个分支(即不存在分支度大于 2 的节点)的树结构。通常分支被称作“左子树”或“右子树”。二叉树的分支具备左右秩序,不能随便颠倒。更多解释,详见堆和堆排序。
一、递归遍历
1、先序遍历
根左右。a,b,d,e,c,f,g
/**
* 二叉树:先序遍历。根 - 左 - 右
*
* 经典递归写法
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void pre(Node head) {if (head == null) {return;}
System.out.println(head.value);
pre(head.left);
pre(head.right);
}
2、中序遍历
左根右。d,b,e,a,f,c,g
/**
* 二叉树:中序遍历。左 - 根 - 右
*
* 经典递归写法
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void in(Node head) {if (head == null) {return;}
in(head.left);
System.out.println(head.value);
in(head.right);
}
3、后序遍历
左右根。d,e,b,f,g,c,a
/**
* 二叉树:后序遍历。左 - 右 - 根
*
* 经典递归写法
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void pos(Node head) {if (head == null) {return;}
pos(head.left);
pos(head.right);
System.out.println(head.value);
}
经典的递归版先序、中序、后序遍历,咱们再相熟不过了,明天咱们说些不同的,递归序。
认真点的小伙伴仿佛曾经发现,递归的先序、中序、后序遍历其实是很类似的,就是打印的机会不同。这是因为,它们理论是由 递归序 改写而来的。啥是递归序,就是每次通过本人的时候,都打印节点的值,最初打印进去的即是递归序。
在递归序的根底上,只打印第一次通过本人时的值,即是先序;只打印第二次通过本人的值,即是中序;只打印第三次通过本人的值,即是后序。
4、递归序
/**
* 递归序
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void f(Node head) {if (head == null) {return;}
// 1
System.out.println(head.value);
f(head.left);
// 2
System.out.println(head.value);
f(head.right);
// 3
System.out.println(head.value);
}
一个论断:已知一个二叉树的先序遍历和后序遍历,某个节点 X,X 先序遍历之前的节点汇合为 A,X 后序遍历之后的节点汇合为 B,那么 A 和 B 的交加肯定是 X 节点的所有先人节点。
二、非递归遍历
1、先序遍历
(1)筹备一个栈,压入以后节点(即头节点)
(2)弹出栈顶元素,打印对应的值
(3)此元素有右孩子往栈压入右孩子,有左孩子往栈压入左孩子(先右再左)
(4)始终执行 2、3 步,直到栈为空。
/**
* 非递归先序遍历
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void pre(Node head) {if (head != null) {Stack<Node> stack = new Stack<>();
// 压入以后节点
stack.push(head);
while (!stack.isEmpty()) {
// 弹出栈顶元素
Node current = stack.pop();
System.out.print(current.value + " ");
// 先压入右孩子,再压入左孩子
if (current.right != null) {stack.push(current.right);
}
if (current.left != null) {stack.push(current.left);
}
}
}
}
2、中序遍历
(1)筹备一个栈
(2)压入以以后节点 current 为头节点的整个左子树(入栈一个,current 就挪动到左孩子),直到为空
(3)弹出栈顶元素,打印其值,以以后弹出元素的右孩子为 current 节点,反复第 2 步
(4)当栈为空时完结
/**
* 非递归中序遍历
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void in(Node head) {if (head != null) {Stack<Node> stack = new Stack<>();
Node current = head;
while (!stack.isEmpty() || current != null) {if (current != null) {
// 将以后节点的整个左子树入栈
stack.push(current);
current = current.left;
} else {
// 左子树入栈完后,弹出栈顶元素
Node pop = stack.pop();
System.out.print(pop.value + " ");
// 以以后弹出元素的右孩子为 current 节点,持续循环
current = pop.right;
}
}
}
}
3、后序遍历
(1)筹备两个栈 stackA,stackB;stackA 压入以后节点(即头节点)
(2)弹出栈顶元素,压入 stackB
(3)此元素有左孩子往 stackA 栈压入左孩子,有右孩子往 stackA 栈压入右孩子(先左再右)
(4)始终执行 2、3 步,直到 stackA 栈为空。
(5)打印所有 stackB 栈的元素
相当于 stackA 出栈程序是 根右左,最初 stackB 出栈程序是 左右根。
/**
* 非递归后序遍历
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void pos(Node head) {if (head != null) {Stack<Node> stackA = new Stack<>();
Stack<Node> stackB = new Stack<>();
stackA.push(head);
while (!stackA.isEmpty()) {
// stackA 出栈程序是 根 右 左
Node current = stackA.pop();
// stackB 入栈程序是 根 右 左
stackB.push(current);
// stackA 先左孩子入栈,再右孩子入栈
if (current.left != null) {stackA.push(current.left);
}
if (current.right != null) {stackA.push(current.right);
}
}
// stackB 出栈程序是 左 右 根
while (!stackB.isEmpty()) {System.out.print(stackB.pop().value + " ");
}
}
}
三、二叉树按层遍历
(1)筹备一个队列,头节点入队
(2)出队一个节点,打印其值;出队节点有左孩子则左孩子入队,有右孩子则右孩子入队
(3)循环执行第 2 步,直到队列为空
/**
* 二叉树按层遍历
*
* @author Java 和算法学习:周一
*/
public static void levelTraversal(Node head) {if (head == null) {return;}
// 筹备一个队列
Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
// 头节点入队
queue.offer(head);
while (!queue.isEmpty()) {
// 从队列中弹出一个节点
Node current = queue.poll();
// 打印
System.out.print(current.value + " ");
// 有左孩子则左孩子入队
if (current.left != null) {queue.offer(current.left);
}
// 有右孩子则右孩子入队
if (current.right != null) {queue.offer(current.right);
}
}
}
本文次要介绍了,二叉树的先序、中序、后序的递归遍历(以及已经不晓得的递归序)、非递归遍历,二叉树的层序遍历。
本文全副代码:https://github.com/monday-pro/algorithm-study/tree/master/src/basic/binarytree