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樹是編程中的一種最為重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了,應(yīng)用范圍很廣。比如說人們常用的操作系統(tǒng),如Windows和Linux,它們的文件管理系統(tǒng)都是樹型結(jié)構(gòu)的。而這其中二叉樹又是應(yīng)用最廣的樹,因此也是很多程序員入門時(shí)學(xué)習(xí)的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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從外表上來看,二叉樹非常簡單,每個(gè)節(jié)點(diǎn)延伸出兩個(gè)子節(jié)點(diǎn),一層一層地延續(xù)下去,像人們的祖譜一樣,非常容易理解。
二叉樹相關(guān)的編程中,二叉樹的遍歷是最為常見的一種,對于普通人來說,如果想遍歷上圖的二叉樹的話,很多人都會很直白地一層一層讀下去,于是遍歷出來的結(jié)果就是ABCDEFG。非常直觀。
但是計(jì)算機(jī)的計(jì)算方式和人們的思維方式是不一樣的,這種層次遍歷對于人來說非常好理解,但是對于計(jì)算機(jī)來說,并不是很好理解。
所以為了更符合計(jì)算機(jī)的思考方式,研究人員提出了先序遍歷、中序遍歷、后序遍歷三種算法。這三種算法都是如何遍歷二叉樹的呢?我們來看一下。
一、先序遍歷
先序遍歷(Pre-order),也叫前序遍歷,按照根左右的順序沿一定路徑經(jīng)過路徑上所有的結(jié)點(diǎn)。在二叉樹中,對每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是,先根后左再右。也就是,根左右。具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
public static void preOrder(BinTreeNode t) {
if (null == t ) return;
System.out.println(t.getData());
preOrder(t.getlChild());
preOrder (t.getrChild());
}對于上圖的二叉樹,遍歷結(jié)果為,abdcegf。
二、中序遍歷
中序遍歷,也叫中根遍歷、中序周游。中序遍歷首先遍歷左子樹,然后訪問根結(jié)點(diǎn),最后遍歷右子樹。也就是,左根右。具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
public static void inOrder(BinTreeNode t) {
if (null == t ) return;
inOrder(t.getlChild());
System.out.println(t.getData());
inOrder (t.getrChild());
}對于上圖的二叉樹,遍歷結(jié)果為:dbagefc。
三、后序遍歷
后序遍歷(LRD)也叫做后根遍歷、后序周游。后序遍歷首先遍歷左子樹,然后遍歷右子樹,最后訪問要節(jié)點(diǎn)。也就是,左右根。具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
public static void postOrder(BinTreeNode t) {
if (null == t ) return;
postOrder(t.getlChild());
postOrder (t.getrChild());
System.out.println(t.getData());
}對于上圖的二叉樹,遍歷結(jié)果為:dbgefca。
可以看到,上面的三種算法中,區(qū)別就是在于打印節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)(應(yīng)用節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)域)的代碼位置不一樣而已。對于計(jì)算機(jī)來說,使用遞歸算法,非常簡潔明了。
四、層次遍歷
那么更符合人們習(xí)慣的層次遍歷,計(jì)算機(jī)又需要怎樣執(zhí)行呢?我們可以看到,對于計(jì)算機(jī)而言,最大的問題在于它并不知道哪個(gè)節(jié)點(diǎn)屬于哪一層,因此,我們需要使用代碼記錄,每個(gè)層次的節(jié)點(diǎn)信息。通常情況下,我們可以使用隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)。代碼如下:
public static void levelOrder(BinTreeNode t) {
Queue q = new LinkedList<>();
q.offer(t);
while (!q.isEmpty()){
int size = q.size();
for (int i=0; i 打印結(jié)果為:abcdefg。
我們可以看到,對于人類來講最為簡潔明了的層次算法,對于計(jì)算機(jī)編程來說,需要的代碼量要大很多。原因在于對于人們來說直觀的約束條件,如哪個(gè)節(jié)點(diǎn)在哪一層,對于計(jì)算機(jī)來說并不直觀。因此,很多時(shí)候?qū)τ诔绦騿T來說,要按照計(jì)算機(jī)的思維來看問題,這樣寫出的代碼才能更符合計(jì)算機(jī)的習(xí)慣。
本文名稱:程序員應(yīng)知應(yīng)會之一文讀懂二叉樹的四種遍歷
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