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Java实现二叉树的深度优先遍历和广度优先遍历算法示例

本文实例讲述了Java实现二叉树的深度优先遍历和广度优先遍历算法。分享给大家供大家参考,具体如下:

1. 分析

二叉树的深度优先遍历的非递归的通用做法是采用栈,广度优先遍历的非递归的通用做法是采用队列。

深度优先遍历:对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止,而且每个结点只能访问一次。要特别注意的是,二叉树的深度优先遍历比较特殊,可以细分为先序遍历、中序遍历、后序遍历。具体说明如下:先序遍历:对任一子树,先访问根,然后遍历其左子树,最后遍历其右子树。

中序遍历:对任一子树,先遍历其左子树,然后访问根,最后遍历其右子树。

后序遍历:对任一子树,先遍历其左子树,然后遍历其右子树,最后访问根。

广度优先遍历:又叫层次遍历,从上往下对每一层依次访问,在每一层中,从左往右(也可以从右往左)访问结点,访问完一层就进入下一层,直到没有结点可以访问为止。

2. 举例说明

对下图所示的二叉排序树进行遍历,要求使用先序遍历(递归、非递归)、中序遍历(递归、非递归)、后序遍历(递归、非递归)和广度优先遍历。

① 参考代码package BinaryTreeTraverseTest;import java.util.LinkedList;import java.util.Queue;/*** 二叉树的深度优先遍历和广度优先遍历* @author Fantasy* @version 1.0 2016/10/05 - 2016/10/07*/ public class BinaryTreeTraverseTest {public static void main(String[] args) {BinarySortTree tree = new BinarySortTree();tree.insertNode(35);tree.insertNode(20);tree.insertNode(15);tree.insertNode(16);tree.insertNode(29);tree.insertNode(28);tree.insertNode(30);tree.insertNode(40);tree.insertNode(50);tree.insertNode(45);tree.insertNode(55);System.out.print("先序遍历(递归):");tree.preOrderTraverse(tree.getRoot());System.out.println();System.out.print("中序遍历(递归):");tree.inOrderTraverse(tree.getRoot());System.out.println();System.out.print("后序遍历(递归):");tree.postOrderTraverse(tree.getRoot());System.out.println();System.out.print("先序遍历(非递归):");tree.preOrderTraverseNoRecursion(tree.getRoot());System.out.println();System.out.print("中序遍历(非递归):");tree.inOrderTraverseNoRecursion(tree.getRoot());System.out.println();System.out.print("后序遍历(非递归):");tree.postOrderTraverseNoRecursion(tree.getRoot());System.out.println();System.out.print("广度优先遍历:");tree.breadthFirstTraverse(tree.getRoot());}}/*** 结点*/ class Node> {E value;Node left;Node right;Node(E value) {this.value = value;left = null;right = null;}}/*** 使用一个先序序列构建一棵二叉排序树(又称二叉查找树)

*/ class BinarySortTree> {private Node root;BinarySortTree() {root = null;}public void insertNode(E value) {if (root == null) {root = new Node(value);return;}Node currentNode = root;while (true) {if (value.compareTo(currentNode.value) > 0) {if (currentNode.right == null) {currentNode.right = new Node(value);break;}currentNode = currentNode.right;} else {if (currentNode.left == null) {currentNode.left = new Node(value);break;}currentNode = currentNode.left;}}}public Node getRoot(){return root;}/*** 先序遍历二叉树(递归)

* @param node*/ public void preOrderTraverse(Node node) {System.out.print(node.value + " ");if (node.left != null) preOrderTraverse(node.left);if (node.right != null) preOrderTraverse(node.right);}/*** 中序遍历二叉树(递归)

* @param node*/ public void inOrderTraverse(Node node) {if (node.left != null) inOrderTraverse(node.left);System.out.print(node.value + " ");if (node.right != null) inOrderTraverse(node.right);}/*** 后序遍历二叉树(递归)

* @param node*/ public void postOrderTraverse(Node node) {if (node.left != null) postOrderTraverse(node.left);if (node.right != null) postOrderTraverse(node.right);System.out.print(node.value + " ");}/*** 先序遍历二叉树(非递归)

* @param root*/ public void preOrderTraverseNoRecursion(Node root) {LinkedList> stack = new LinkedList>();Node currentNode = null;stack.push(root);while (!stack.isEmpty()) {currentNode = stack.pop();System.out.print(currentNode.value + " ");if (currentNode.right != null) stack.push(currentNode.right);if (currentNode.left != null) stack.push(currentNode.left);}}/*** 中序遍历二叉树(非递归)

* @param root*/ public void inOrderTraverseNoRecursion(Node root) {LinkedList> stack = new LinkedList>();Node currentNode = root;while (currentNode != null || !stack.isEmpty()) {// 一直循环到二叉排序树最左端的叶子结点(currentNode是null)

while (currentNode != null) {stack.push(currentNode);currentNode = currentNode.left;}currentNode = stack.pop();System.out.print(currentNode.value + " ");currentNode = currentNode.right;}}/*** 后序遍历二叉树(非递归)

* @param root*/ public void postOrderTraverseNoRecursion(Node root) {LinkedList> stack = new LinkedList>();Node currentNode = root;Node rightNode = null;while (currentNode != null || !stack.isEmpty()) {// 一直循环到二叉排序树最左端的叶子结点(currentNode是null)

while (currentNode != null) {stack.push(currentNode);currentNode = currentNode.left;}currentNode = stack.pop();// 当前结点没有右结点或上一个结点(已经输出的结点)是当前结点的右结点,则输出当前结点while (currentNode.right == null || currentNode.right == rightNode) {System.out.print(currentNode.value + " ");rightNode = currentNode;if (stack.isEmpty()) {return; //root以输出,则遍历结束}currentNode = stack.pop();}stack.push(currentNode); //还有右结点没有遍历currentNode = currentNode.right;}}/*** 广度优先遍历二叉树,又称层次遍历二叉树* @param node*/ public void breadthFirstTraverse(Node root) {Queue> queue = new LinkedList>();Node currentNode = null;queue.offer(root);while (!queue.isEmpty()) {currentNode = queue.poll();System.out.print(currentNode.value + " ");if (currentNode.left != null) queue.offer(currentNode.left);if (currentNode.right != null) queue.offer(currentNode.right);}}}

② 输出结果先序遍历(递归):35 20 15 16 29 28 30 40 50 45 55

中序遍历(递归):15 16 20 28 29 30 35 40 45 50 55

后序遍历(递归):16 15 28 30 29 20 45 55 50 40 35

先序遍历(非递归):35 20 15 16 29 28 30 40 50 45 55

中序遍历(非递归):15 16 20 28 29 30 35 40 45 50 55

后序遍历(非递归):16 15 28 30 29 20 45 55 50 40 35

广度优先遍历:35 20 40 15 29 50 16 28 30 45 55更多关于java算法相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《Java数据结构与算法教程》、《Java操作DOM节点技巧总结》、《Java文件与目录操作技巧汇总》和《Java缓存操作技巧汇总》希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

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