Java实现二叉树的示例代码(递归&迭代)

更新时间：2022年03月17日 15:24:42 作者：爱干饭的猿

二叉树（Binary tree）是树形结构的一个重要类型。本文将利用Java语言实现二叉树，文中的示例代码讲解详细，需要的同学可以参考一下

//基础二叉树实现
//使用左右孩子表示法
 
import java.util.*;
import java.util.Deque;
 
public class myBinTree {
    private static class TreeNode{
        char val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;
 
        public TreeNode(char val) {
            this.val = val;
        }
    }
 
    public static TreeNode build(){
        TreeNode nodeA=new TreeNode('A');
        TreeNode nodeB=new TreeNode('B');
        TreeNode nodeC=new TreeNode('C');
        TreeNode nodeD=new TreeNode('D');
        TreeNode nodeE=new TreeNode('E');
        TreeNode nodeF=new TreeNode('F');
        TreeNode nodeG=new TreeNode('G');
        TreeNode nodeH=new TreeNode('H');
        nodeA.left=nodeB;
        nodeA.right=nodeC;
        nodeB.left=nodeD;
        nodeB.right=nodeE;
        nodeE.right=nodeH;
        nodeC.left=nodeF;
        nodeC.right=nodeG;
        return nodeA;
    }
 
    //方法1(递归)
    //先序遍历: 根左右
    public static void preOrder(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        System.out.print(root.val+" ");
        preOrder(root.left);
        preOrder(root.right);
    }
 
    //方法1(递归)
    //中序遍历
    public static void inOrder(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        inOrder(root.left);
        System.out.print(root.val+" ");
        inOrder(root.right);
    }
 
    //方法1(递归)
    //后序遍历
    public static void postOrder(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        postOrder(root.left);
        postOrder(root.right);
        System.out.print(root.val+" ");
    }
 
    //方法2(迭代)
    //先序遍历 (迭代)
    public static void preOrderNonRecursion(TreeNode root){
        if(root==null){
            return ;
        }
        Deque<TreeNode> stack=new LinkedList<>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()){
            TreeNode cur=stack.pop();
            System.out.print(cur.val+" ");
            if(cur.right!=null){
                stack.push(cur.right);
            }
            if(cur.left!=null){
                stack.push(cur.left);
            }
        }
    }
 
    //方法2(迭代)
    //中序遍历 (迭代)
    public static void inorderTraversalNonRecursion(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return ;
        }
 
        Deque<TreeNode> stack=new LinkedList<>();
        // 当前走到的节点
        TreeNode cur=root;
        while (!stack.isEmpty() || cur!=null){
            // 不管三七二十一，先一路向左走到根儿~
            while (cur!=null){
                stack.push(cur);
                cur=cur.left;
            }
            // 此时cur为空，说明走到了null，此时栈顶就存放了左树为空的节点
            cur=stack.pop();
            System.out.print(cur.val+" ");
            // 继续访问右子树
            cur=cur.right;
        }
    }
 
    //方法2(迭代)
    //后序遍历 (迭代)
    public static void postOrderNonRecursion(TreeNode root){
        if(root==null){
            return;
        }
        Deque<TreeNode> stack=new LinkedList<>();
        TreeNode cur=root;
        TreeNode prev=null;
 
        while (!stack.isEmpty() || cur!=null){
            while (cur!=null){
                stack.push(cur);
                cur=cur.left;
            }
 
            cur=stack.pop();
            if(cur.right==null || prev==cur.right){
                System.out.print(cur.val+" ");
                prev=cur;
                cur=null;
            }else {
                stack.push(cur);
                cur=cur.right;
            }
        }
    }
 
    //方法1(递归)
    //传入一颗二叉树的根节点，就能统计出当前二叉树中一共有多少个节点，返回节点数
    //此时的访问就不再是输出节点值，而是计数器 + 1操作
    public static int getNodes(TreeNode root){
        if(root==null){
            return 0;
        }
        return 1+getNodes(root.left)+getNodes(root.right);
    }
 
    //方法2(迭代)
    //使用层序遍历来统计当前树中的节点个数
    public static int getNodesNoRecursion(TreeNode root){
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int size=0;
        Deque<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode cur = queue.poll();
            size++;
            if (cur.left != null) {
                queue.offer(cur.left);
            }
            if (cur.right != null) {
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
        return size;
    }
 
    //方法1(递归)
    //传入一颗二叉树的根节点，就能统计出当前二叉树的叶子结点个数
    public static int getLeafNodes(TreeNode root){
        if(root==null){
            return 0;
        }
        if(root.left==null && root.right==null){
            return 1;
        }
        return getLeafNodes(root.left)+getLeafNodes(root.right);
    }
 
    //方法2(迭代)
    //使用层序遍历来统计叶子结点的个数
    public static int getLeafNodesNoRecursion(TreeNode root){
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int size=0;
        Deque<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            TreeNode cur=queue.poll();
            if(cur.left==null && cur.right==null){
                size++;
            }
            if(cur.left!=null){
                queue.offer(cur.left);
            }
            if(cur.right!=null){
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
        return size;
    }
 
    //层序遍历
    public static void levelOrder(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return ;
        }
 
        // 借助队列来实现遍历过程
        Deque<TreeNode> queue =new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            int size=queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode cur=queue.poll();
                System.out.print(cur.val+" ");
                if(cur.left!=null){
                    queue.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    queue.offer(cur.right);
                }
            }
        }
    }
 
    //传入一个以root为根节点的二叉树，就能求出该树的高度
    public static int height(TreeNode root){
        if(root==null){
            return 0;
        }
        return 1+ Math.max(height(root.left),height(root.right));
    }
 
    //求出以root为根节点的二叉树第k层的节点个数
    public static int getKLevelNodes(TreeNode root,int k){
        if(root==null || k<=0){
            return 0;
        }
        if(k==1){
            return 1;
        }
        return getKLevelNodes(root.left,k-1)+getKLevelNodes(root.right,k-1);
    }
 
    //判断当前以root为根节点的二叉树中是否包含指定元素val，
    //若存在返回true，不存在返回false
    public static boolean contains(TreeNode root,char value){
        if(root==null){
            return false;
        }
        if(root.val==value){
            return true;
        }
        return contains(root.left,value) || contains(root.right,value);
    }
 
 
    public static void main(String[] args) {
        TreeNode root=build();
 
        System.out.println("方法1(递归)：前序遍历的结果为:");
        preOrder(root);
        System.out.println();
        System.out.println("方法2(迭代)：前序遍历的结果为:");
        preOrderNonRecursion(root);
        System.out.println();
 
        System.out.println("方法1(递归)：中序遍历的结果为:");
        inOrder(root);
        System.out.println();
        System.out.println("方法2(迭代)：中序遍历的结果为:");
        inorderTraversalNonRecursion(root);
        System.out.println();
 
        System.out.println("方法1(递归)：后序遍历的结果为:");
        postOrder(root);
        System.out.println();
        System.out.println("方法2(迭代)：后序遍历的结果为:");
        postOrderNonRecursion(root);
        System.out.println();
        System.out.println();
 
        System.out.println("层序遍历的结果为:");
        levelOrder(root);
        System.out.println();
        System.out.println();
 
        System.out.println("方法1(递归)：当前二叉树一共有:"+getNodes(root)+"个节点数");
        System.out.println("方法2(迭代)：当前二叉树一共有:"+getNodesNoRecursion(root)+"个节点数");
        System.out.println("方法1(递归)：当前二叉树一共有:"+getLeafNodes(root)+"个叶子节点数");
        System.out.println("方法2(迭代)：当前二叉树一共有:"+getLeafNodesNoRecursion(root)+"个叶子节点数");
        System.out.println(contains(root,'E'));
        System.out.println(contains(root,'P'));
        System.out.println("当前二叉树的高度为:"+height(root));
        System.out.println("当前二叉树第3层的节点个数为:"+getKLevelNodes(root,3));
    }
}

如上main引用结果如下：

到此这篇关于Java实现二叉树的示例代码(递归&迭代)的文章就介绍到这了,更多相关Java二叉树内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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