数据结构 玩转数据结构 6-10 二分搜索树的层序遍历

0　　　　课程地址

https://coding.imooc.com/lesson/207.html#mid=13471

 

1　　　　重点关注

1.1　　　　队列实现层序遍历 定义和应用场景

定义：由上到下，一层层遍历，又称为广度遍历

应用场景：算法求解，在算法如走出迷宫的路径等方法中，有最短路径问题，通过这种方法能够快速求解

 

1.2　　　　队列实现层序遍历 实现

见3.1

 

2　　　　课程内容

　

 

3　　　　Coding

3.1　　　　用队列实现层序遍历

• 关键代码

    /**
     * 二分搜索树广度遍历
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/8 11:23
     * @return boolean
     **/
    public boolean levelOrder(){
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);

        while (queue.peek()!=null){
            Node cur = queue.peek();
            System.out.println(cur.e);
            queue.remove();
            if(cur.left!=null){
                queue.add(cur.left);
            }
            if(cur.right!=null){
                queue.add(cur.right);
            }
        }
        return false;
    }

 

• 全量代码

package com.company;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;

public class BST2<E extends Comparable> {

    //1     内部类
    private class Node{
        //二叉树特有属性
        private Node left,right;
        private E e;
        private Node(E e){
            this.e = e;
            this.left = null;
            this.right = null;
        }
    }

    private int size;
    private Node root;

    public BST2(){
        this.size = 0;
        this.root = null;
    }

    /**
     * 定义基本方法 getSize
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/3 12:57
     * @return int
     **/
    public int getSize(){
        return size;
    }

    /**
     *查询是否为空
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/3 12:58
     * @return boolean
     **/
    public boolean isEmpty(){
        return size == 0;
    }

    //2     循环添加元素,把null也看作节点
    public void add(E e){
        root = add(e,root);
    }

    //3     递归，添加元素
    public Node add(E e,Node root){
        //3.1   终止条件
        if(root==null){
            size++;
            return new Node(e);
        }

        //3.2   递归
        //3.2.1 递归左孩子
        if(e.compareTo(root.e)<0){
            root.left = add(e,root.left);
        }

        //3.2.2 递归右孩子
        if(e.compareTo(root.e)>0){
            root.right = add(e,root.right);
        }

        //点睛之笔
        return root;
    }

    /**
     * 二分搜索树 是否包含元素e
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/4 9:55
     * @param e 请添加参数描述
     * @return boolean
     **/
    public boolean contains(E e){
        return contains(e,root);
    }

    /**
     * 二分搜索树查询 递归
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/4 9:57
     * @param e 请添加参数描述
     * @param  node 请添加参数描述
     * @return boolean
     **/
    private boolean contains(E e,Node node){
        //终止条件
        if(node == null){
            return false;
        }
        if(e.compareTo(node.e)==0){
            return true;
        }

        //递归条件
        if(e.compareTo(node.e)<0){
            return contains(e,node.left);
        }else{
            return contains(e,node.right);
        }

    }

    /**
     * 4     二分搜索树，前序遍历 顾名思义，先遍历根节点，再遍历左节点，最后遍历右节点
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/5 14:54
     * @return null
     **/
    public boolean preOrder(){
        preOrder(root);
        return false;
    }

    //前序遍历 递归
    private void preOrder(Node node){
        //终止条件
        if(node==null){
            return;
        }

        //递归
        System.out.println(node.e);//1
        preOrder(node.left);
        preOrder(node.right);
    }

    /**
     *  前序遍历非递归写法 用栈的方法实现 while 代替递归
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/8 9:57
     *
     * @return*/
    public boolean preOrderNR(){
        Stack<Node> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);

        while(!stack.isEmpty()){
            Node cur = stack.peek();
            stack.pop();
            System.out.println(cur.e);
            if(cur.right!=null){
                stack.push(cur.right);
            }

            if(cur.left!=null){
                stack.push(cur.left);
            }
        }
        return false;
    }

    /**
     * 二分搜索树广度遍历
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/8 11:23
     * @return boolean
     **/
    public boolean levelOrder(){
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);

        while (queue.peek()!=null){
            Node cur = queue.peek();
            System.out.println(cur.e);
            queue.remove();
            if(cur.left!=null){
                queue.add(cur.left);
            }
            if(cur.right!=null){
                queue.add(cur.right);
            }
        }
        return false;
    }


    /**
     * 5     二分搜索树，中序遍历 顾名思义，先遍历左节点，再遍历根节点，最后遍历右节点
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/5 14:54
     * @return null
     **/
    public boolean inOrder(){
        inOrder(root);
        return false;
    }

    //前序遍历 递归
    private void inOrder(Node node){
        //终止条件
        if(node==null){
            return;
        }

        //递归
        inOrder(node.left);
        System.out.println(node.e);//1
        inOrder(node.right);
    }

    /**
     * 6     二分搜索树，后序遍历 顾名思义，先遍历左节点，再遍历右节点，最后遍历根节点
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/5 14:54
     * @return null
     **/
    public boolean postOrder(){
        postOrder(root);
        return false;
    }

    //前序遍历 递归
    private void postOrder(Node node){
        //终止条件
        if(node==null){
            return;
        }

        //递归
        postOrder(node.left);
        postOrder(node.right);
        System.out.println(node.e);//1

    }



    /**
     * 基于前序遍历完成toString打印
     * @author weidoudou
     * @date 2022/11/5 15:20
     * @return java.lang.String
     **/
    @Override
    public String toString() {
        final StringBuffer sb = new StringBuffer();
        generate(root,0);
        return sb.toString();
    }

    private void generate(Node node, int depth){
        generate(depth);
        //1     终止条件
        if(node==null){
            System.out.println("null");
            return;
        }

        //2     递归条件
        System.out.println(node.e);
        depth++;
        generate(node.left,depth);
        generate(node.right,depth);
    }

    private void generate(int depth){
        for(int i = 0;i<depth;i++){
            System.out.print("==");
        }
    }

}

 

• 测试类：

    public static void main(String[] args) {
        BST2<Integer> bst2 = new BST2<>();
        int [] nums = {5,3,6,8,4,2};
        for(int i = 0;i<nums.length;i++){
            bst2.add(nums[i]);
        }

        System.out.println(bst2.preOrder());
        /*System.out.println(bst2.inOrder());
        System.out.println(bst2.postOrder());
        System.out.println(bst2.preOrderNR());*/
        System.out.println(bst2.levelOrder());


        //System.out.println(bst2);
    }

 

• 测试结果：

5
3
2
4
6
8
false
5
3
6
2
4
8
false

Process finished with exit code 0