Java实现二叉树递归非递归前序中序后序遍历（通俗易懂）
想要弄懂Java的一个知识点，没有比亲自手写一遍更好的方法
仔细研究手写一遍，一定会收获满满，没有你想想中那么难
小编下面以这个二叉树为例，测试代码
以下是完整的四个类代码，大家可先放在自己本地IDE上调试查看，更加清晰
我们需要先将二叉树构建出来，然后进行递归非递归前序中序后序遍历
//二叉树的基本结点
public class Node {
Object data;
Node leftChild;
Node rightChild;
public Node(Object data, Node leftChild, Node rightChild) {
super();
this.data = data;
this.leftChild = leftChild;
this.rightChild = rightChild;
}
}定义接口规范
/**
* 定义二叉树可以实现的基本功能
* @author Lenovo
*
*/
public interface Tree {
public int size();
public boolean isEmpty();
public int getHeight();
public void preTraversal();
public void middleTraversal();
public void postTraversal();
//借助队列实现层次遍历
public void orderByQueue();
//借助栈实现非递归遍历二叉树,使用先序进行遍历
public void preTraByStack();
//借助栈实现非递归遍历二叉树,使用中序进行遍历
void inOrderByStack();
//借助栈实现非递归遍历二叉树,使用后序进行遍历
void postTraByStack();
}实现代码
/**
* 采用双链表法实现二叉树
* @author Lenovo
*/
public class LinkedBinaryTree implements Tree{
//为此棵数，创建根节点
private Node root;
public LinkedBinaryTree(Node root) {
super();
this.root = root;
}
public LinkedBinaryTree() {
super();
}
@Override
public int size() {
return this.size(root);
}
private int size(Node node) {
if(node==null){
return 0;
}else{
int le = size(node.leftChild);
int ri = size(node.rightChild);
return ri+le+1;
}
}
@Override
public boolean isEmpty() {
return root == null;
}
@Override
public int getHeight() {
return this.getHeight(root);
}
private int getHeight(Node node) {
if(node == null){
return 0;
}else{
int ai = this.getHeight(node.leftChild);
int bi = this.getHeight(node.rightChild);
return ai>bi?ai+1:bi+1;
}
}
@Override
public void preTraversal() {
//进步封装完善方法
//首先必须考虑代码健壮性
if(root !=null){
System.out.println("先序遍历：");
pre(root);
System.out.println();
}else{
System.out.println("此二叉树为空");
}
}
private void pre(Node node) {
if(node!=null){
//输出二叉树根节点
System.out.print(node.data+" ");
//继续相应地遍历左子树和右子树
this.pre(node.leftChild);
this.pre(node.rightChild);
}
}
@Override
public void middleTraversal() {
//进步封装完善方法
//首先必须考虑代码健壮性
if(root !=null){
System.out.println("中序遍历：");
middle(root);
System.out.println();
}else{
System.out.println("此二叉树为空");
}
}
private void middle(Node node) {
if(node!=null){
//输出二叉树根节点
this.middle(node.leftChild);
System.out.print(node.data+" ");
this.middle(node.rightChild);
}
}
@Override
public void postTraversal() {
//进步封装完善方法
//首先必须考虑代码健壮性
if(root !=null){
System.out.println("中序遍历：");
pos(root);
System.out.println();
}else{
System.out.println("此二叉树为空");
}
}
private void pos(Node node) {
if(node!=null){
//输出二叉树根节点
this.pos(node.leftChild);
this.pos(node.rightChild);
System.out.print(node.data+" ");
}
}
@Override
public void orderByQueue() {
//新建一个队列，存放二叉树结点
Queue qu = new LinkedList<>();
Node node = root;
qu.add(node);
//遍历输出每一层，同时将下一层的结点加入到对列中,队列现有的个数，就是每层节点的个数
while(qu.size()!=0){
for(int i = 0;i<qu.size();i++)
{
Node po = (Node) qu.poll();
System.out.print(po.data+" ");
if(po.leftChild != null)
qu.add(po.leftChild);
if(po.rightChild != null)
qu.add(po.rightChild);
}
}
System.out.println();
}
@Override
public void preTraByStack() {
System.out.println("不采用递归，实现先序遍历，借助栈");
//新建栈
Deque<Node> de = new LinkedList<>();
Node node = root;
de.push(node);
while(node != null&&de.size()>0){
node = de.pop();
System.out.print(node.data+" ");
if(node.leftChild!=null && node.rightChild!=null){
de.push(node.rightChild);
de.push(node.leftChild);
}else if(node.leftChild!=null &&node.rightChild == null){
de.push(node.leftChild);
}else if(node.leftChild ==null &&node.rightChild != null){
de.push(node.rightChild);
}else{
/*Node pop = de.pop();
System.out.print(pop.data+" ");*/
}
}
}
public void postTree(){
System.out.println("借助外部方法实现后续遍历：");
Deque<Node> stack =new LinkedList<Node>();
Node node = root;
Node proot;//标记栈顶元素前一个被访问的元素
int flag;//root的左孩子未被访问；
if(node!=null){
do{
while(node!=null){//将root所有左孩子全部入栈
stack.push(root);
node=node.leftChild;
}
//执行到此处，栈顶元素没有左孩子或者左子树已经被访问过；
proot=null;//标记栈顶元素前一个被访问的元素，或者此时为最左下边，该元素前一个被访问的元素肯定为空。
flag=1;//root的左孩子已经被访问；或者root为null
while(!stack.isEmpty() && flag==1){
node=stack.peek(); //取到栈顶元素，但是不出栈；
if(node.rightChild==proot){
node=stack.pop();
System.out.print(node.data+" ");
proot=node;
}else{
node=node.rightChild;
flag=0;//root左边孩子未被访问；
}
}
}while(!stack.isEmpty());
}
}
@Override
public void postTraByStack() {
System.out.println("后序非递归遍历，借助栈");
//新建栈，先进后出,将根结点入栈,双端队列
Deque<Node> stack = new LinkedList<>();
//新建一个list，记录结点的状态是否已经被访问过
ArrayList<Node> list = new ArrayList<>();
// stack.push(root);
Node proot;
Node node = root;
int flag;
//首先检查完树的左子树，再右子树，最后将根节点输出
while(node != null || stack.size()>0){
//将最左子树添加完毕
while(node != null){
stack.push(node);
node = node.leftChild;
}
//和中序遍历相似，为先输出左结点，但是做结点输出完毕之后，不能直接将根结点弹出，而是必须先将右结点弹出，
//最后再将根结点弹出来，就会牵扯到一个根结点的访问状态的问题，是否已经被遍历过了
//利用一个list集合记录已将被遍历过的根结点，防止产生死循环
if(stack.size()> 0 ){
Node peek = stack.peek();
if(peek.rightChild!=null){
boolean con = list.contains(peek);
if(con ==true){
Node pop = stack.pop();
System.out.print(pop.data+" ");
}else{
list.add(peek);
node = peek.rightChild;
}
}else{
Node pop = stack.pop();
System.out.print(pop.data+" ");
}
}
}
}
@Override
public void inOrderByStack() {
System.out.println("中序非递归遍历:");
// 创建栈,和先序遍历类似，直接入栈直到没有最左左子树可以 入栈
Deque<Node> stack = new LinkedList<Node>();
Node node = root;
//添加暂时完毕，开始pop元素
while(node!=null || stack.size()>0 ){
while(node!=null){
stack.push(node);
node = node.leftChild;
}
//一边pop并且一边进行判断，右结点不会null的，右子树，继续按照添加方法，将最左结点全部添加进去
if(stack.size()>0){
Node pop = stack.pop();
System.out.print(pop.data+" ");
if(pop.rightChild!=null){
node = pop.rightChild;
}
}
}
System.out.println();
}
}
测试代码
public class TestTree {
public static void main(String[] args) {
//创建一棵基本的二叉树
Node node7 = new Node(7, null, null);
Node node6 = new Node(6, null, null);
Node node3 = new Node(3, null, null);
Node node5 = new Node(5, node6, node7);
Node node2 = new Node(2, node3, node5);
Node node8 = new Node(8, null, null);
Node node11 = new Node(11, null, null);
Node node12 = new Node(12, null, null);
Node node10 = new Node(10, node11, node12);
Node node9 = new Node(9, node10, null);
Node node4 = new Node(4, node8, node9);
Node root = new Node(1, node4, node2);
// LinkedBinaryTree link = new LinkedBinaryTree();
LinkedBinaryTree link = new LinkedBinaryTree(root);
//查看树是否为空
System.out.println(link.isEmpty());
//前序递归遍历
link.preTraversal();
//中序递归遍历
link.middleTraversal();
//后序递归遍历
link.postTraversal();
//计算结点的个数
int size = link.size();
System.out.println("个数是："+size);
//得到树的高度
int height = link.getHeight();
System.out.println("树的高度是："+height);
//借助队列实现层次遍历
link.orderByQueue();
//借助栈实现中序遍历，不采用递归
link.inOrderByStack();
//借助栈实现先序遍历
link.preTraByStack();
System.out.println();
//借助栈实现后续遍历
link.postTraByStack();
System.out.println();
}
}测试结果
在实现非递归后序遍历，虽然实现思路清晰，但是在性能上稍微差点，因为每次会去list集合中，遍历查找是否存在当前结点
小编会进一步改进