Nightglow's Blog

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

/**
 * 
 * @author kerryfish
 * JAVA实现二叉树的先序、中序、后序、层序遍历
 * 递归和非递归版本
 *
 */

class Node{
    public int value;
    public Node left;
    public Node right;
    public Node(int v){
        this.value=v;
        this.left=null;
        this.right=null;
    }

}
class BinaryTreeTraversal {
    /**
     * @param root 树根节点
     * 递归先序遍历
     */
    public static void preOrderRec(Node root){
        if(root!=null){
            System.out.println(root.value);
            preOrderRec(root.left);
            preOrderRec(root.right);
        }
    }
    /**
     * @param root 树根节点
     * 递归中序遍历
     */
    public static void inOrderRec(Node root){
        if(root!=null){
            preOrderRec(root.left);
            System.out.println(root.value);
            preOrderRec(root.right);
        }
    }
    /**
     * @param root 树根节点
     * 递归后序遍历
     */
    public static void postOrderRec(Node root){
        if(root!=null){
            preOrderRec(root.left);
            preOrderRec(root.right);
            System.out.println(root.value);
        }
    }
    /**
     * 
     * @param root 树根节点
     * 利用栈实现循环先序遍历二叉树
     * 这种实现类似于图的深度优先遍历（DFS）
     * 维护一个栈，将根节点入栈，然后只要栈不为空，出栈并访问，接着依次将访问节点的右节点、左节点入栈。
     * 这种方式应该是对先序遍历的一种特殊实现（看上去简单明了），但是不具备很好的扩展性，在中序和后序方式中不适用
     */
    public static void preOrderStack_1(Node root){
        if(root==null)return;
        Stack<Node> s=new Stack<Node>();
        s.push(root);
        while(!s.isEmpty()){
            Node temp=s.pop();
            System.out.println(temp.value);
            if(temp.right!=null) s.push(temp.right);
            if(temp.left!=null) s.push(temp.left);
        }
    }
    /**
     * 
     * @param root 树的根节点
     * 利用栈模拟递归过程实现循环先序遍历二叉树
     * 这种方式具备扩展性，它模拟递归的过程，将左子树点不断的压入栈，直到null，然后处理栈顶节点的右子树
     */
    public static void preOrderStack_2(Node root){
        if(root==null)return;
        Stack<Node> s=new Stack<Node>();
        while(root!=null||!s.isEmpty()){
            while(root!=null){
                System.out.println(root.value);
                s.push(root);//先访问再入栈
                root=root.left;
            }
            root=s.pop();
            root=root.right;//如果是null，出栈并处理右子树
        }
    }
    /**
     * 
     * @param root 树根节点
     * 利用栈模拟递归过程实现循环中序遍历二叉树
     * 思想和上面的preOrderStack_2相同，只是访问的时间是在左子树都处理完直到null的时候出栈并访问。
     */
    public static void inOrderStack(Node root){
        if(root==null)return;
        Stack<Node> s=new Stack<Node>();
        while(root!=null||!s.isEmpty()){
            while(root!=null){
                s.push(root);//先访问再入栈
                root=root.left;
            }
            root=s.pop();
            System.out.println(root.value);
            root=root.right;//如果是null，出栈并处理右子树
        }
    }
    /**
     * 
     * @param root 树根节点
     * 后序遍历不同于先序和中序，它是要先处理完左右子树，然后再处理根(回溯)，所以需要一个记录哪些节点已经被访问的结构(可以在树结构里面加一个标记)，这里可以用map实现
     */
    public static void postOrderStack(Node root){
        if(root==null)return;
        Stack<Node> s=new Stack<Node>();
        Map<Node,Boolean> map=new HashMap<Node,Boolean>(); 
        s.push(root);
        while(!s.isEmpty()){
            Node temp=s.peek();
            if(temp.left!=null&&!map.containsKey(temp.left)){
                temp=temp.left;
                while(temp!=null){
                    if(map.containsKey(temp))break;
                    else s.push(temp);
                    temp=temp.left;
                }
                continue;
            }
            if(temp.right!=null&&!map.containsKey(temp.right)){
                s.push(temp.right);
                continue;
            }
            Node t=s.pop();
            map.put(t,true);
            System.out.println(t.value);
        }
    }
    /**
     * 
     * @param root 树根节点
     * 层序遍历二叉树，用队列实现，先将根节点入队列，只要队列不为空，然后出队列，并访问，接着讲访问节点的左右子树依次入队列
     */
    public static void levelTravel(Node root){
        if(root==null)return;
        Queue<Node> q=new LinkedList<Node>();
        q.add(root);
        while(!q.isEmpty()){
            Node temp =  q.poll();
            System.out.println(temp.value);
            if(temp.left!=null)q.add(temp.left);
            if(temp.right!=null)q.add(temp.right);
        }
    }
}