二分搜索树的层序遍历,即逐层进行遍历,即将每层的节点存在队列当中,然后进行出队(取出节点)和入队(存入下一层的节点)的操作,以此达到遍历的目的。
通过引入一个队列来支撑层序遍历:
-
如果根节点为空,无可遍历;
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如果根节点不为空:
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先将根节点入队;
-
只要队列不为空:
- 出队队首节点,并遍历;
- 如果队首节点有左孩子,将左孩子入队;
- 如果队首节点有右孩子,将右孩子入队;
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下面依次演示如下步骤:
(1)先取出根节点放入队列
(2)取出 29,左右孩子节点入队
(3)队首 17 出队,孩子节点 14、23 入队。
(4)31 出队,孩子节点 30 和 43 入队
(5)最后全部出队
核心代码示例:
...
// 二分搜索树的层序遍历
public void levelOrder(){// 我们使用LinkedList来作为我们的队列LinkedList<Node> q = new LinkedList<Node>();q.add(root);while( !q.isEmpty() ){Node node = q.remove();System.out.println(node.key);if( node.left != null )q.add( node.left );if( node.right != null )q.add( node.right );}
}
...
Java 实例代码
src/runoob/binary/LevelTraverse.java 文件代码:
package runoob.binary;import java.util.LinkedList;/*** 层序遍历*/
public class LevelTraverse<Key extends Comparable<Key>, Value>{// 树中的节点为私有的类, 外界不需要了解二分搜索树节点的具体实现private class Node {private Key key;private Value value;private Node left, right;public Node(Key key, Value value) {this.key = key;this.value = value;left = right = null;}}private Node root; // 根节点private int count; // 树种的节点个数// 构造函数, 默认构造一棵空二分搜索树public LevelTraverse() {root = null;count = 0;}// 返回二分搜索树的节点个数public int size() {return count;}// 返回二分搜索树是否为空public boolean isEmpty() {return count == 0;}// 向二分搜索树中插入一个新的(key, value)数据对public void insert(Key key, Value value){root = insert(root, key, value);}// 查看二分搜索树中是否存在键keypublic boolean contain(Key key){return contain(root, key);}// 在二分搜索树中搜索键key所对应的值。如果这个值不存在, 则返回nullpublic Value search(Key key){return search( root , key );}// 二分搜索树的前序遍历public void preOrder(){preOrder(root);}// 二分搜索树的中序遍历public void inOrder(){inOrder(root);}// 二分搜索树的后序遍历public void postOrder(){postOrder(root);}// 二分搜索树的层序遍历public void levelOrder(){// 我们使用LinkedList来作为我们的队列LinkedList<Node> q = new LinkedList<Node>();q.add(root);while( !q.isEmpty() ){Node node = q.remove();System.out.println(node.key);if( node.left != null )q.add( node.left );if( node.right != null )q.add( node.right );}}//********************//* 二分搜索树的辅助函数//********************// 向以node为根的二分搜索树中, 插入节点(key, value), 使用递归算法// 返回插入新节点后的二分搜索树的根private Node insert(Node node, Key key, Value value){if( node == null ){count ++;return new Node(key, value);}if( key.compareTo(node.key) == 0 )node.value = value;else if( key.compareTo(node.key) < 0 )node.left = insert( node.left , key, value);else // key > node->keynode.right = insert( node.right, key, value);return node;}// 查看以node为根的二分搜索树中是否包含键值为key的节点, 使用递归算法private boolean contain(Node node, Key key){if( node == null )return false;if( key.compareTo(node.key) == 0 )return true;else if( key.compareTo(node.key) < 0 )return contain( node.left , key );else // key > node->keyreturn contain( node.right , key );}// 在以node为根的二分搜索树中查找key所对应的value, 递归算法// 若value不存在, 则返回NULLprivate Value search(Node node, Key key){if( node == null )return null;if( key.compareTo(node.key) == 0 )return node.value;else if( key.compareTo(node.key) < 0 )return search( node.left , key );else // key > node->keyreturn search( node.right, key );}// 对以node为根的二叉搜索树进行前序遍历, 递归算法private void preOrder(Node node){if( node != null ){System.out.println(node.key);preOrder(node.left);preOrder(node.right);}}// 对以node为根的二叉搜索树进行中序遍历, 递归算法private void inOrder(Node node){if( node != null ){inOrder(node.left);System.out.println(node.key);inOrder(node.right);}}// 对以node为根的二叉搜索树进行后序遍历, 递归算法private void postOrder(Node node){if( node != null ){postOrder(node.left);postOrder(node.right);System.out.println(node.key);}}}