详解JavaScript树结构

 更新时间:2017年01月09日 08:39:17   转载 作者:猴子  
对于数据结构“树”,想必大家都熟悉,本文,我们就再来回顾一下数据结构中的二叉树与树,并用JavaScript实现它们。下面就跟着小编一起来看下吧

对于数据结构“树”,想必大家都熟悉,今儿,我们就再来回顾一下数据结构中的二叉树与树,并用JavaScript实现它们。

ps:树结构在前端中,很多地方体现得淋漓尽致,如Vue的虚拟DOM以及冒泡等等。

二叉树

--概念--

二叉树是一种树形结构,它的特点是每个结点至多只有两棵子树(即二叉树中不存在度大于2的结点),并且,二叉树的子树有左右之分,其次序不能任意颠倒。

如下,就是一棵二叉树(注:下文二叉树相关例子,都以该二叉树为例):

且,遍历二叉树(traversing binary tree)有三种常用方式,如下:

1)、先序遍历二叉树 (根左右)  

        若二叉树为空,则空操作;否则

        --访问根结点;

        --先序遍历左子树;

        --先序遍历右子树。

例如,上述例子中的二叉树,遍历结果如下:

2)、中序遍历二叉树(左根右)

         若二叉树为空,则空操作;否则

         --中序遍历左子树;

         --访问根结点;

         --中序遍历右子树。

例如,上述例子中的二叉树,遍历结果如下:

3)、后序遍历二叉树(左右根)

        若二叉树为空,则空操作;否则

        --后序遍历左子树;

        --后序遍历右子树;

--访问根结点。

例如,上述例子中的二叉树,遍历结果如下:

好了,了解了二叉树以及遍历方式,那么,接下来我们就一起用JavaScrip来实现下吧,当然采用链式存储结构。

首先,利用JavaScript构造函数建立二叉树结点,如下:

function TreeNode(){
 this.data = null;//该节点数据
 this.lchild = null;//左子树
 this.rchild = null;//右子树    
};

然后,我们可以通过遍历二叉树的算法,构建一棵二叉树,如下,采用先序序列建立一棵二叉树方法:

/*
*method:采用先序序列建立二叉树
*@params: nodeList(Array) --树节点,以先序序列存入数组中,null代表空节点
*/
TreeNode.createBiTree = function(nodeList){
 var i = 0;
 return (function getNode(){
  var node = null,
   val = nodeList[i++];
  if(!val){
   node = null;
  }else{
   node = new TreeNode();
   node.data = val;
   node.lchild = getNode();
   node.rchild = getNode();
  }
  return node;
 })();
};

最后,就是遍历一棵二叉树咯,分别为先序遍历(PreOrderTraverse)、中序遍历(InOrderTraverse)以及后序遍历(PostOrderTraverse),如下:

TreeNode.prototype = {
 constructor: TreeNode,
 _PreOrderTraverse: function(node){
  if(node){
   console.log(node.data);
   this._PreOrderTraverse(node.lchild);
   this._PreOrderTraverse(node.rchild);
  }
 },
 PreOrderTraverse: function(){
  console.log('PreOrder:');
  this._PreOrderTraverse(this);
 },
 _InOrderTraverse: function(node){
  if(node){
   this._InOrderTraverse(node.lchild);
   console.log(node.data);
   this._InOrderTraverse(node.rchild);
  }
 },
 InOrderTraverse: function(){
  console.log('InOrder:');
  this._InOrderTraverse(this);
 },
 _PostOrderTraverse: function(node){
  if(node){
   this._PostOrderTraverse(node.lchild);
   this._PostOrderTraverse(node.rchild);
   console.log(node.data);
  }
 },
 PostOrderTraverse: function(){
  console.log('PostOrder:');
  this._PostOrderTraverse(this);
 }
};

好了,利用上述二叉树例子,我们可以自行测试下:

var treeNode = null,
 nodeList = ['A', 'B', 'C', null, null, 'D', 'E', null, 'G', null, null, 'F', null, null, null];
//getting a binary tree from nodeList
treeNode = TreeNode.createBiTree(nodeList); 
//traversing the tree of treeNode
treeNode.PreOrderTraverse();//ABCDEGF
treeNode.InOrderTraverse();//CBEGDFA
treeNode.PostOrderTraverse();//CGEFDBA

--概念--

树是n(n>=0)个结点的有限集。在任意一棵非空树中,有且仅有一个特定的称为根(root)的结点,当n>1时,其余结点可分为m(m>0)个互不相交的有限集,其中每个集合本身又是一棵树,称为根的子树。当然,二叉树肯定属于树咯。

如下,就是一棵树(注:下文树的相关例子,都以该树为例):

且,遍历一棵多孩子树,有两种常用遍历方式,如下:

1) 、先根遍历,和深度优先搜索(Depth_First Search)遍历类似。都是利用栈来遍历元素,如下:

2) 、按层次遍历,和广度优先搜索(Breadth_First Search)遍历类似。都是利用队列来遍历元素,如下:

好了,了解了树以及遍历方式,那么,接下来我们就一起用JavaScrip来实现下吧,当然也是采用链式存储结构。

首先,利用JavaScript建立树结点,如下:

/*
*@Params: data --节点数据
   children -- 所有孩子结点
*/
function TreeNode(data, children){
 if(!(this instanceof TreeNode)){
  return new TreeNode(data, children); 
 }
 this.data = data || null;
 this.children = children || [];
};

根据上述TreeNode构造函数,我们可以将例子中的树,表示如下:

var treeNode = TreeNode('A', [
       TreeNode('B', [TreeNode('E')]),
       TreeNode('C'),
       TreeNode('D')
     ]);

接着,就是编写遍历树方法咯,分别为先根遍历和按层次遍历,如下:

TreeNode.prototype = {
 constructor: TreeNode,
 _traverseAsDFS: function(node){//先根遍历
  var self = this;
  if(node){
   console.log(node.data);
   node.children.forEach(function(child){
    if(child.children.length){
     self._traverseAsDFS(child);
    }else{
     console.log(child.data);
    }
   });
  } 
 },
 traverseAsDFS: function(){
  console.log('Depth_First Search');
  this._traverseAsDFS(this); 
 },
 traverseAsBFS: function(){//按层次遍历
  var queue = [];
  console.log('Breadth_First Search');
  console.log(this.data);
  if(this.children.length){
   queue.push(this);
  }
  while(queue.length){
   let tempNode = queue.shift();
   tempNode.children.forEach(function(child){
    console.log(child.data);
    if(child.children.length){
     queue.push(child);
    }       
   });
  }
 }
};

好了,利用上述二叉树例子,我们可以自行测试下:

var treeNode = TreeNode('A', [
       TreeNode('B', [TreeNode('E')]),
       TreeNode('C'),
       TreeNode('D')
     ]);
treeNode.traverseAsDFS();//ABECD
treeNode.traverseAsBFS();//ABCDE

关于上述全部代码,见github

以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,同时也希望多多支持脚本之家!

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