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二叉樹的廣度優先遍歷和深度優先遍歷

本文內容參考自:https://www.cnblogs.com/xiaolovewei/p/7763867.html

1.廣度優先遍歷

 英文縮寫為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)。

先往佇列中插入左節點,再插右節點,這樣出隊就是先左節點後右節點了。

  廣度優先遍歷樹,需要用到佇列(Queue)來儲存節點物件,佇列的特點就是先進先出。例如,上面這顆樹的訪問如下:

  首先將A節點插入佇列中,佇列中有元素(A);

  將A節點彈出,同時將A節點的左、右節點依次插入佇列,B在隊首,C在隊尾,(B,C),此時得到A節點;

  繼續彈出隊首元素,即彈出B,並將B的左、右節點插入佇列,C在隊首,E在隊尾(C,D,E),此時得到B節點;

  繼續彈出,即彈出C,並將C節點的左、中、右節點依次插入佇列,(D,E,F,G,H),此時得到C節點;

  將D彈出,此時D沒有子節點,佇列中元素為(E,F,G,H),得到D節點;

  。。。以此類推。。

/**
public class TreeNode {
    int val = 0;
    TreeNode left = null;
    TreeNode right = null;

    public TreeNode(int val) {
        this.val = val;

    }

}
*/

public class Solution {
    public ArrayList<Integer> PrintFromTopToBottom(TreeNode root) {
        ArrayList<Integer> lists=new ArrayList<Integer>();
        if(root==null)
            return lists;
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            TreeNode tree=queue.poll();
            if(tree.left!=null)
                queue.offer(tree.left);
            if(tree.right!=null)
                queue.offer(tree.right);
            lists.add(tree.val);
        }
        return lists;
    }
}

2、深度優先

英文縮寫為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為止,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,需要使用到棧(Stack)這種資料結構。stack的特點是是先進後出。整個遍歷過程如下:

先往棧中壓入右節點,再壓左節點,這樣出棧就是先左節點後右節點了。

首先將A節點壓入棧中,stack(A);

將A節點彈出,同時將A的子節點C,B壓入棧中,此時B在棧的頂部,stack(B,C);

將B節點彈出,同時將B的子節點E,D壓入棧中,此時D在棧的頂部,stack(D,E,C);

將D節點彈出,沒有子節點壓入,此時E在棧的頂部,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。

程式碼:也是以二叉樹為例。非遞迴

/**
public class TreeNode {
    int val = 0;
    TreeNode left = null;
    TreeNode right = null;

    public TreeNode(int val) {
        this.val = val;

    }

}
*/

public class Solution {
    public ArrayList<Integer> PrintFromTopToBottom(TreeNode root) {
        ArrayList<Integer> lists=new ArrayList<Integer>();
        if(root==null)
            return lists;
        Stack<TreeNode> stack=new Stack<TreeNode>();
        stack.push(root);
        while(!stack.isEmpty()){
            TreeNode tree=stack.pop();
      //先往棧中壓入右節點,再壓左節點,這樣出棧就是先左節點後右節點了。
            if(tree.right!=null)
                stack.push(tree.right);
            if(tree.left!=null)
                stack.push(tree.left);
            lists.add(tree.val);
        }
        return lists;
    }
}

遞迴實現:

public void depthOrderTraversalWithRecursive()  
    {  
        depthTraversal(root);  
    }  
      
    private void depthTraversal(TreeNode tn)  
    {  
        if (tn!=null)   
        {  
            System.out.print(tn.value+"  ");  
            depthTraversal(tn.left);  
            depthTraversal(tn.right);  
        }         
    }