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二叉树的先序、中序和后序遍历,递归与非递归方式实现。

程序员文章站 2022-05-16 10:08:43
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二叉树遍历

如图是一个二叉树:
二叉树的先序、中序和后序遍历,递归与非递归方式实现。
二叉树的先序遍历顺序为根、左、右;中序遍历为左、根、右;后序遍历为左、右、根。

首先是一个节点类Node

    public class Node {
        public int value;
        public Node left;
        public Node right;

        public Node(int data) {
            this.value = data;
        }
    }

然后通过递归方式实现三种二叉树遍历的方式,很简单:

    // 先序遍历递归实现
    public void preOrderRecur(Node head) {
        if (head == null) {
            return;
        }
        System.out.println(head.value + " ");
        preOrderRecur(head.left);
        preOrderRecur(head.right);
    }

    // 中序遍历递归实现
    public void inOrderRecur(Node head) {
        if (head == null) {
            return;
        }
        inOrderRecur(head.left);
        System.out.println(head.value + " ");
        inOrderRecur(head.right);
    }

    // 后序遍历递归实现
    public void posOrderRecur(Node head) {
        if (head == null) {
            return;
        }
        posOrderRecur(head.left);
        posOrderRecur(head.right);
        System.out.println(head.value + " ");
    }

然后是稍微复杂一点的非递归方式实现。

先序遍历
1.申请一个新的栈,记为stack,然后将头结点head压如stack中。
2.从stack中弹出栈顶节点,记为cur,然后打印cur节点的值,再将节点cur的右孩子(不为空的话)先压入stack中,最后将cur的左孩子(不为空的话)压入stack中。
3.不断重复步骤2,直到stack为空,全部过程结束。

    // 先序遍历非递归实现
    public void preOrderUnRecur(Node head) {
        System.out.println("pre-order: ");
        if (head != null) {
            Stack<Node> stack = new Stack<Node>();
            stack.add(head);
            while (!stack.isEmpty()) {
                head = stack.pop();
                System.out.println(head.value + " ");
                if (head.right != null) {
                    stack.add(head.right);
                }
                if (head.left != null) {
                    stack.add(head.left);
                }
            }
        }
        System.out.println();
    }

中序遍历
1.申请一个新的栈,记为stack。初始时,令变量cur = head。
2.先把cur节点压入栈中,对以cur节点为头的整棵子树来说,依次把左边界压入栈中,即不停地令cur = cur.left,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node,打印node的值,并让cur = node.right,然后继续重复步骤2。
4.当stack为空且cur为空的时候整个过程停止。

    // 中序遍历非递归实现
    public void inOrderUnRecur(Node head) {
        System.out.println("in-order: ");
        if (head != null) {
            Stack<Node> stack = new Stack<Node>();
            while (!stack.isEmpty() || head != null) {
                if (head != null) {
                    stack.push(head);
                    head = head.left;
                } else {
                    head = stack.pop();
                    System.out.println(head.value + " ");
                    head = head.right;
                }
            }
        }
        System.out.println();
    }

后序遍历
1.申请一个栈,记为s1,在申请一个栈,记为s2。然后将头结点head压入s1中。
2.从s1中弹出的节点记为cur,然后依次将cur的左孩子和右孩子压入s1中。
3.在整个过程中,每一个从s1中弹出的节点都放进s2中。
4.不断重复步骤2和步骤3,直到s1为空,过程停止。
5.从s2中依次弹出节点并打印,打印的顺序就是后序遍历的顺序。

    // 后序遍历非递归实现
    public void posOrderUnRecur(Node head) {
        System.out.println("pos-order: ");
        if (head != null) {
            Stack<Node> s1 = new Stack<Node>();
            Stack<Node> s2 = new Stack<Node>();
            s1.push(head);
            while (!s1.isEmpty()) {
                head = s1.pop();
                s2.push(head);
                if (head.left != null) {
                    s1.add(head.left);
                }
                if (head.right != null) {
                    s1.add(head);
                }
            }
            while (!s2.isEmpty()) {
                System.out.println(s2.pop().value + "");
            }
        }
    }