java二叉树的几种遍历递归与非递归实现代码

这篇文章主要介绍了java二叉树的几种遍历递归与非递归实现代码,需要的朋友可以参考下

前序（先序）遍历
中序遍历
后续遍历
层序遍历

如图二叉树：

二叉树结点结构

 public class TreeNode { int val; TreeNode left; TreeNode right; TreeNode(int x){ val=x; } @Override public String toString(){ return "val: "+val; } }

访问函数

 public void visit(TreeNode node){ System.out.print(node.val+" "); }

前序遍历

对于图中二叉树而言其前序遍历结果为：6 2 0 1 4 5 8 9
二叉树的前序遍历即先遍历根结点再遍历左结点最后遍历右结点，使用递归如下：

 /** * 递归先序遍历 * */ public void preOrderRecursion(TreeNode node){ if(node==null) //如果结点为空则返回 return; visit(node);//访问根节点 preOrderRecursion(node.left);//访问左孩子 preOrderRecursion(node.right);//访问右孩子 }

非递归：

利用栈来实现二叉树的先序非递归遍历

 /** * 非递归先序遍历二叉树 * */ public List preorderTraversal(TreeNode root) { List resultList=new ArrayList<>(); Stack treeStack=new Stack<>(); if(root==null) //如果为空树则返回 return resultList; treeStack.push(root); while(!treeStack.isEmpty()){ TreeNode tempNode=treeStack.pop(); if(tempNode!=null){ resultList.add(tempNode.val);//访问根节点 treeStack.push(tempNode.right); //入栈右孩子 treeStack.push(tempNode.left);//入栈左孩子 } } return resultList; }

更新：评论里有人说不理解非递归的先序遍历，其实你举个例子，然后画个图就可以理解了，以上图中的二叉树为例，先将6入栈，此时List为空，Stack只有一个元素6，进入while循环，弹出栈顶加入List，将6的右孩子和左孩子入栈，此时Stack从栈底到栈顶元素为8,2，List元素为6，由于栈不为空，进入while循环，弹出栈顶2,将2加入List,同时将2的右孩子和左孩子分别入栈，此时Stack从栈底到栈顶的元素为8,4,0, List的元素为6,2，由于栈不为空再次进入while循环…依次下去，弹出0加入List，入栈1,null，此时Stack从栈底到栈顶为8,4,1,null，List为6,2,0，弹出null为空继续弹出1，如此下去就可以了…

中序遍历

对于二叉树的中序遍历，即先访问左结点再访问根节点最后访问右结点

递归方法如下：

 /** * 递归中序遍历 * */ public void preOrderRecursion(TreeNode node){ if(node==null) //如果结点为空则返回 return; preOrderRecursion(node.left);//访问左孩子 visit(node);//访问根节点 preOrderRecursion(node.right);//访问右孩子 }

非递归：

在上图中的二叉树，其中序遍历为：0 1 2 4 5 6 8 9
可以看到，二叉树的中序遍历如下：
先将根节点入栈，
一直往其左孩子走下去，将左孩子入栈，直到该结点没有左孩子，则访问这个结点，如果这个结点有右孩子，则将其右孩子入栈，重复找左孩子的动作，这里有个要判断结点是不是已经被访问的问题。
非递归中序遍历（效率有点低），使用map（用set貌似更合理）来判断结点是否已经被访问

 /** * 非递归中序遍历 * */ public List inorderTraversalNonCur(TreeNode root) { List visitedList=new ArrayList<>(); Map visitedNodeMap=new HashMap<>();//保存已访问的节点 Stack toBeVisitedNodes=new Stack<>();//待访问的节点 if(root==null) return visitedList; toBeVisitedNodes.push(root); while(!toBeVisitedNodes.isEmpty()){ TreeNode tempNode=toBeVisitedNodes.peek(); //注意这里是peek而不是pop while(tempNode.left!=null){ //如果该节点的左节点还未被访问，则需先访问其左节点 if(visitedNodeMap.get(tempNode.left)!=null) //该节点已经被访问（不存在某个节点已被访问但其左节点还未被访问的情况） break; toBeVisitedNodes.push(tempNode.left); tempNode=tempNode.left; } tempNode=toBeVisitedNodes.pop();//访问节点 visitedList.add(tempNode.val); visitedNodeMap.put(tempNode, 1);//将节点加入已访问map if(tempNode.right!=null) //将右结点入栈 toBeVisitedNodes.push(tempNode.right); } return visitedList; }

Discuss中有人给出更简洁的方法

 public List inorderTraversal(TreeNode root) { List list = new ArrayList(); Stack stack = new Stack(); TreeNode cur = root; while(cur!=null || !stack.empty()){ while(cur!=null){ stack.add(cur); cur = cur.left; } cur = stack.pop(); list.add(cur.val); cur = cur.right; } return list; }

后序遍历

递归代码就不贴了

如果之前的非递归中序遍历使用map的方法理解后，后序遍历的话我们也可以使用一个map来保存那些已经被访问的结点，后序遍历即先访问左孩子再访问右孩子最后访问根结点。
非递归代码：

 /** * 非递归后序遍历 * */ public List postOrderNonCur(TreeNode root){ List resultList=new ArrayList<>(); if(root==null) return resultList; Map visitedMap=new HashMap<>(); Stack toBeVisitedStack=new Stack<>(); toBeVisitedStack.push(root); while(!toBeVisitedStack.isEmpty()){ TreeNode tempNode=toBeVisitedStack.peek(); //注意这里是peek而不是pop if(tempNode.left==null && tempNode.right==null){ //如果没有左右孩子则访问 resultList.add(tempNode.val); visitedMap.put(tempNode, 1); toBeVisitedStack.pop(); continue; }else if(!((tempNode.left!=null&&visitedMap.get(tempNode.left)==null )|| (tempNode.right!=null && visitedMap.get(tempNode.right)==null))){ //如果节点的左右孩子均已被访问 resultList.add(tempNode.val); toBeVisitedStack.pop(); visitedMap.put(tempNode, 1); continue; } if(tempNode.left!=null){ while(tempNode.left!=null && visitedMap.get(tempNode.left)==null){//左孩子没有被访问 toBeVisitedStack.push(tempNode.left); tempNode=tempNode.left; } } if(tempNode.right!=null){ if(visitedMap.get(tempNode.right)==null){//右孩子没有被访问 toBeVisitedStack.push(tempNode.right); } } } return resultList; }

Discuss中有人给出了一个”巧“的方法，即先采用类似先序遍历，先遍历根结点再右孩子最后左孩子（先序是先根结点再左孩子最后右孩子），最后把遍历的序列逆转即得到了后序遍历

 public List postorderTraversal(TreeNode root) { Deque stack = new LinkedList<>(); stack.push(root); List ret = new ArrayList<>(); while (!stack.isEmpty()) { TreeNode node = stack.pop(); if (node != null) { ret.add(node.val); stack.push(node.left); stack.push(node.right); } } Collections.reverse(ret); return ret; }

层序遍历

层序遍历也即宽度优先搜索，一层一层搜索，非递归代码如下：

 public List> levelOrder(TreeNode root) { List> resultList=new ArrayList<>(); int levelNum=0;//记录某层具有多少个节点 Queue treeQueue=new LinkedList<>(); treeQueue.add(root); while(!treeQueue.isEmpty()){ levelNum=treeQueue.size(); List levelList=new ArrayList<>(); while(levelNum>0){ TreeNode tempNode=treeQueue.poll(); if(tempNode!=null){ levelList.add(tempNode.val); treeQueue.add(tempNode.left); treeQueue.add(tempNode.right); } levelNum--; } if(levelList.size()>0) resultList.add(levelList); } return resultList; }

以上就是java二叉树的几种遍历递归与非递归实现代码的详细内容，更多请关注0133技术站其它相关文章！