二叉树的构建与遍历

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

/**
* @author zhangyong
* @create 2017-06-24
*/
public class BinaryTree {

private Node root;

/**
* 构建二叉树
*
* @param node
* @param data
*/
public void build(Node node, int data) {
if (root == null)
root = new Node(data);
else {
if (data < node.data) {
if (node.left == null) {
node.left = new Node(data);
} else {
build(node.left, data);
}
} else {
if (node.right == null) {
node.right = new Node(data);
} else {
build(node.right, data);
}
}
}
}

/**
* 访问节点
*
* @param node
*/
public void visit(Node node) {
System.out.print(node.data + " ");
}

/**
* 前序遍历
*
* @param node
*/
public void preOrderRec(Node node) {
if (node != null) {
visit(node);
preOrderRec(node.left);
preOrderRec(node.right);
}
}

/**
* @param node 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 void preOrderStack(Node node){
if(node==null)return;
Stack<Node> s= new Stack<>();
while(node!=null||!s.isEmpty()){
while(node!=null){
visit(node);
s.push(node);//先访问再入栈
node=node.left;
}
node=s.pop();
node=node.right;//如果是null,出栈并处理右子树
}
}

/**
* 中序遍历
*
* @param node
*/
public void inOrderRec(Node node) {
if (node != null) {
inOrderRec(node.left);
visit(node);
inOrderRec(node.right);
}
}

/**
*
* @param node 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 void inOrderStack(Node node){
if(node==null)return;
Stack<Node> s=new Stack<Node>();
while(node!=null||!s.isEmpty()){
while(node!=null){
s.push(node);//先访问再入栈
node=node.left;
}
node=s.pop();
visit(node);
node=node.right;//如果是null,出栈并处理右子树
}
}


/**
* 后序遍历
*
* @param node
*/
public void postOrderRec(Node node) {
if (node != null) {
postOrderRec(node.left);
postOrderRec(node.right);
visit(node);
}
}

/**
*
* @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 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);
visit(t);
}
}

/**
* 层序遍历
* 层序遍历二叉树,用队列实现,先将根节点如队列,只要队列不为空,然后出队列,并访问,接着将访问节点的左右子树依次如队列
*
* @param node
*/
public void levelTravel(Node node) {
if (node == null)
return;
Queue<Node> q = new LinkedList<>();
q.add(node);
while (!q.isEmpty()) {
Node temp = q.poll();
visit(temp);
if (temp.left != null) q.add(temp.left);
if (temp.right != null) q.add(temp.right);
}
}

/**
* 获取根节点
*
* @return
*/
public Node getRoot() {
return root;
}

/**
* 二叉树节点类
*/
private class Node {
private int data;
private Node left;
private Node right;

public Node(int data) {
this.data = data;
}
}

}