Java遍歷樹(深度優先+廣度優先)


在編程生活中,我們總會遇見樹性結構,這幾天剛好需要對樹形結構操作,就記錄下自己的操作方式以及過程。現在假設有一顆這樣樹,(是不是二叉樹都沒關系,原理都是一樣的)

 

1、深度優先

英文縮寫為DFS即Depth First Search.其過程簡要來說是對每一個可能的分支路徑深入到不能再深入為止,而且每個節點只能訪問一次。對於上面的例子來說深度優先遍歷的結果就是:A,B,D,E,I,C,F,G,H.(假設先走子節點的的左側)。

深度優先遍歷各個節點,需要使用到棧(Stack)這種數據結構。stack的特點是是先進后出。整個遍歷過程如下:

首先將A節點壓入棧中,stack(A);

將A節點彈出,同時將A的子節點C,B壓入棧中,此時B在棧的頂部,stack(B,C);

將B節點彈出,同時將B的子節點E,D壓入棧中,此時D在棧的頂部,stack(D,E,C);

將D節點彈出,沒有子節點壓入,此時E在棧的頂部,stack(E,C);

將E節點彈出,同時將E的子節點I壓入,stack(I,C);

...依次往下,最終遍歷完成,Java代碼大概如下:

 

public void depthFirst() {

    Stack<Map<String, Object>> nodeStack = new Stack<Map<String, Object>>();

    Map<String, Object> node = new HashMap<String, Object>();

    nodeStack.add(node);

    while (!nodeStack.isEmpty()) {

        node = nodeStack.pop();

        System.out.println(node);

        //獲得節點的子節點,對於二叉樹就是獲得節點的左子結點和右子節點

        List<Map<String, Object>> children = getChildren(node);

        if (children != null && !children.isEmpty()) {

            for (Map child : children) {

                nodeStack.push(child);

            }

        }

    }

}

​//節點使用Map存放

2、廣度優先

        英文縮寫為BFS即Breadth FirstSearch。其過程檢驗來說是對每一層節點依次訪問,訪問完一層進入下一層,而且每個節點只能訪問一次。對於上面的例子來說,廣度優先遍歷的 結果是:A,B,C,D,E,F,G,H,I(假設每層節點從左到右訪問)。

       廣度優先遍歷各個節點,需要使用到隊列(Queue)這種數據結構,queue的特點是先進先出,其實也可以使用雙端隊列,區別就是雙端隊列首尾都可以插入和彈出節點。整個遍歷過程如下:

      首先將A節點插入隊列中,queue(A);

      將A節點彈出,同時將A的子節點B,C插入隊列中,此時B在隊列首,C在隊列尾部,queue(B,C);

      將B節點彈出,同時將B的子節點D,E插入隊列中,此時C在隊列首,E在隊列尾部,queue(C,D,E);

      將C節點彈出,同時將C的子節點F,G,H插入隊列中,此時D在隊列首,H在隊列尾部,queue(D,E,F,G,H);

      將D節點彈出,D沒有子節點,此時E在隊列首,H在隊列尾部,queue(E,F,G,H);

      ...依次往下,最終遍歷完成,Java代碼大概如下:

public void breadthFirst() {

    Deque<Map<String, Object>> nodeDeque = new ArrayDeque<Map<String, Object>>();

    Map<String, Object> node = new HashMap<String, Object>();

    nodeDeque.add(node);

    while (!nodeDeque.isEmpty()) {

        node = nodeDeque.peekFirst();

        System.out.println(node);

        //獲得節點的子節點,對於二叉樹就是獲得節點的左子結點和右子節點

        List<Map<String, Object>> children = getChildren(node);

        if (children != null && !children.isEmpty()) {

            for (Map child : children) {

                nodeDeque.add(child);

            }

        }

    }

}

//這里使用的是雙端隊列,和使用queue是一樣的


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