java基礎-遍歷樹形結構之java實現

遍歷樹形結構之java實現(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係,原理都是一樣的)
在這裏插入圖片描述
1 深度優先
英文縮寫爲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爲止,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,需要使用到堆(Stack)這種數據結構。stack的特點是是先進後出。整個遍歷過程如下:
首先將A節點壓入堆中,stack(A);
將A節點彈出,同時將A的子節點C,B壓入堆中,此時B在堆的頂部,stack(B,C);
將B節點彈出,同時將B的子節點E,D壓入堆中,此時D在堆的頂部,stack(D,E,C);
將D節點彈出,沒有子節點壓入,此時E在堆的頂部,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
英文縮寫爲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位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);
            }
        }
    }
}
//這裏使用的是雙端隊列,和使用queue是一樣的
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