六、二叉树
1、二叉树的遍历递归实现(先序，中序，后续)2、二叉树的遍历非递归实现(先序，中序，后续)
2.1 先序2.2 后序2.3 中序 3、二叉树的层序遍历4 、二叉树的序列化与反序列化
4.1 先序的序列化与反序列化4.2 层序的序列化与反序列化
六、二叉树二叉树是一种树形结构，树种的每一个位置称为节点，每个节点储存它的值以及它左孩子的引用和右孩子的引用方便起见，二叉树的结构就不用泛型进行实现，直接用整型实现
package tree;
public class TreeNode {
public int value;
public TreeNode left;
public TreeNode right;
public TreeNode(int value){
this.value = value;
}
}
1、二叉树的遍历递归实现(先序，中序，后续)
package tree;
public class RecursiveTravesalTree {
public static void pres(TreeNode root){
if (root == null){
return;
}
System.out.print(root.value + " -> ");
pres(root.left);
pres(root.right);
}
public static void in(TreeNode root){
if (root == null){
return;
}
in(root.left);
System.out.print(root.value + " -> ");
in(root.right);
}
public static void pos(TreeNode root){
if (root == null){
return;
}
pos(root.left);
pos(root.right);
System.out.print(root.value + " -> ");
}
public static void main(String[] args) {
TreeNode node1 = new TreeNode(1);
TreeNode node2 = new TreeNode(2);
TreeNode node3 = new TreeNode(3);
TreeNode node4 = new TreeNode(4);
TreeNode node5 = new TreeNode(5);
TreeNode node6 = new TreeNode(6);
node1.left = node2;
node1.left.left = node4;
node1.right = node3;
node1.right.left = node5;
node1.right.right = node6;
pres(node1);
System.out.println();
in(node1);
System.out.println();
pos(node1);
}
}
2、二叉树的遍历非递归实现(先序，中序，后续)
2.1 先序
准备一个栈，先将根节点入栈。然后每次从栈中弹出一个节点，打印，如果有右孩子，右孩子先入栈，如果有左孩子，左孩子入栈，直到栈为空。因为先序是左孩子在右孩子前面，而栈是逆序，所有先放右孩子。因为从根节点开始它的每个孩子都入栈了，所有不会丢失节点。而每次弹出就先打印就是先序。
public static void pres(TreeNode root){
if (root == null){
return;
}
Stack stack = new Stack<>();
stack.push(root);
TreeNode cur = null;
while (!stack.isEmpty()){
cur = stack.pop();
System.out.println(cur.value + " -> ");
if (cur.right != null){
stack.push(cur.right);
}
if(cur.left != null){
stack.push(cur.left);
}
}
System.out.println();
}
2.2 后序
前面已经有了先序遍历，如果在先序遍历中先放入左孩子，那么会变为 根 - 右 - 左，这刚好是后序遍历的逆序。所以我们在准备一个栈，每次弹出的时候不打印而是放入另外一个栈中，最后弹出就是根 - 右 - 左的逆序 左 - 右 - 根，也就是二叉树的后序遍历。
public static void pos(TreeNode root) {
if (root == null) {
return;
}
Stack stack = new Stack<>();
Stack help = new Stack<>();
TreeNode cur = root;
stack.push(cur);
while (!stack.isEmpty()) {
cur = stack.pop();
help.push(cur);
if (cur.left != null) {
stack.push(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
stack.push(cur.right);
}
}
while (!help.isEmpty()) {
System.out.print(help.pop().value + " -- ");
}
System.out.println();
}
2.3 中序
将一个二叉树用左树进行划分，即所有的数都是由某一个节点的左树构成沿着一棵树最左边搜索下去，如果它没有孩子则就先输出它，下一次输出的是它父亲的右子树的最左节点用cur记录下一个该去的节点，如果没有就遍历结束
public static void in(TreeNode root){
if (root == null) {
return;
}
Stack stack = new Stack<>();
TreeNode cur = root;
while (!stack.isEmpty() || cur != null){
//有左孩子，一直搜寻到尽头
if (cur != null){
stack.push(cur);
cur = cur.left;
}else {
//没有左孩子了，弹出父亲节点，去右子树搜索
cur = stack.pop();
System.out.print(cur.value + " -> ");
cur = cur.right;
}
}
System.out.println();
}
3、二叉树的层序遍历
层序遍历思路很简单，用一个队列，先放根节点入队列。每次从队列中弹出一个值，打印，然后有左孩子放左孩子，有右孩子放右孩子。因为从上层开始，都是将本层的左右孩子依次放入队列，所有上层打印完才会轮到下层，这样就完成了层序遍历
package tree;
import java.util.linkedList;
import java.util.Queue;
public class Code03_LevelTravesalTree {
public static void level(TreeNode root){
if (root == null){
return;
}
Queue queue = new linkedList<>();
queue.add(root);
TreeNode cur = null;
while (!queue.isEmpty()){
cur = queue.poll();
System.out.print(cur.value + " -> ");
if (cur.left != null){
queue.add(cur.left);
}
if(cur.right != null){
queue.add(cur.right);
}
}
System.out.println();
}
}
4 、二叉树的序列化与反序列化
二叉树可以进行先序，后序，层序的序列化，但是不能进行中序，因为中序有歧义，多个不同结构可能序列化相同遇到null不可忽略，可以选择加入特殊字符，这样才能保证二叉树的结构可以辨识 4.1 先序的序列化与反序列化
这里的每个节点值用queue，list什么结果存储都可以
序列化和先序遍历一样，只不过将打印变为序列化值
反序列化也采用先序遍历的方式，先建立根节点，再挂左树，再挂右树
public static Queue presSerial(TreeNode root){
Queue queue = new linkedList<>();
pres(root,queue);
return queue;
}
public static void pres(TreeNode node,Queue queue){
if (node == null){
queue.add(null);
return;
}
queue.add(String.valueOf(node.value));
pres(node.left,queue);
pres(node.right,queue);
}
public static TreeNode buildByPres(Queue queue){
if (queue == null || queue.size() < 1){
return null;
}
return preBuild(queue);
}
public static TreeNode preBuild(Queue queue){
String value = queue.poll();
if (value == null){
return null;
}
TreeNode root = new TreeNode( Integer.parseInt(value));
root.left = preBuild(queue);
root.right = preBuild(queue);
return root;
}
4.2 层序的序列化与反序列化
这里和前面其实一样，用层序遍历进行改进，不打印而是直接放入队列
public static Queue levelSerial(TreeNode root) {
Queue serial = new linkedList<>();
if (root == null) {
serial.add(null);
} else {
Queue queue = new linkedList<>();
queue.add(root);
serial.add(String.valueOf(root.value));
TreeNode cur = null;
while (!queue.isEmpty()) {
cur = queue.poll();
if (cur.left != null) {
queue.add(cur.left);
serial.add(String.valueOf(cur.left.value));
}else {
serial.add(null);
}
if (cur.right != null) {
queue.add(cur.right);
serial.add(String.valueOf(cur.right.value));
}else {
serial.add(null);
}
}
}
return serial;
}
public static TreeNode buildByLevelTree(Queue levelList){
if (levelList == null || levelList.size() < 1){
return null;
}
TreeNode root = generateNode(levelList.poll());
Queue queue = new linkedList<>();
if (root != null){
queue.add(root);
}
TreeNode node = null;
while (!queue.isEmpty()){
node = queue.poll();
node.left = generateNode(levelList.poll());
node.right = generateNode(levelList.poll());
if (node.left != null){
queue.add(node.left);
}
if (node.right != null){
queue.add(node.right);
}
}
return root;
}
public static TreeNode generateNode(String value){
if(value == null){
return null;
}
return new TreeNode(Integer.parseInt(value));
}
