树的相关概念:
概念:每个节点最多含有两个子树的树称为二叉树。
二叉树有两种遍历深度遍历和广度遍历,其中深度遍历有前序、 中序和后序三种遍历方法。 广度遍历就是层次遍历,按层的顺序一层一层遍历。
四种遍历的主要思想:
例如a+b*(c-d)-e/f,该表达式用二叉树表示:
对他分别进行遍历:
我们用js的对象来表示二叉树,对象拥有三个属性,left、value、right,分别是左子树,值和右子树,上面a+b*(c-d)-e/f的例子我们用js可以这样表示。
var tree = { value: '-', left: { value: '+', left: { value: 'a' }, right: { value: '*', left: { value: 'b' }, right: { value: '-', left: { value: 'c' }, right: { value: 'd' } } } }, right: { value: '/', left: { value: 'e' }, right: { value: 'd' } } }
前序:有两种方法,第一种很简单就是直接使用递归的办法。
function preOrder(treeNode) { if(treeNode) { console.log(treeNode.value); // 打印出来代表访问这个节点 preOrder(treeNode.left); preOrder(treeNode.right); } }
算法思路很简单,先遍历根节点,然后递归遍历左子树,左子树遍历结束后,递归右子树。
第二种非递归遍历
function preOrder(treeNode) { if(treeNode) { var stack = [treeNode]; //将二叉树压入栈 while (stack.length !== 0) { treeNode = stack.pop(); // 取栈顶 document.getElementById('text').appendChild(document.createTextNode(treeNode.value)); // 访问节点 if(treeNode.right) stack.push(treeNode.right); // 把右子树入栈 if(treeNode.left) stack.push(treeNode.left); // 把左子树入栈 } } }
第二种是使用栈的思想,我们都知道,栈是先进后出的一种数据结构,我们先把根节点入栈,然后取栈顶,访问根节点,分别把右左子树入栈,这边必须右边先入栈,因为我们是要先从左边开始访问的,所以右子树先入栈,然后就循环取出栈,直到栈空。
中序递归算法:
function InOrder(treeNode) { if(treeNode) { InOrder(treeNode.left); document.getElementById('text').appendChild(document.createTextNode(treeNode.value)); InOrder(treeNode.right); } }
和前序递归算法同样的思路,只是访问节点位置不同
第二种:
function InOrder(node) { if(node) { var stack = []; // 建空栈 //如果栈不为空或结点不为空,则循环遍历 while (stack.length !== 0 || node) { if (node) { //如果结点不为空 stack.push(node); //将结点压入栈 node = node.left; //将左子树作为当前结点 } else { //左子树为空,即没有左子树的情况 node = stack.pop(); //将结点取出来 document.getElementById('text').appendChild(document.createTextNode(node.value)); node = node.right; //将右结点作为当前结点 } } } }
非递归中序算法的思想就是,把当前节点入栈,然后遍历左子树,如果左子树存在就一直入栈,直到左子树为空,访问但前节点,然后让右子树入栈。
第一种:递归遍历算法
function postOrder(node) { if (node) { //判断二叉树是否为空 postOrder(node.left); //递归遍历左子树 postOrder(node.right); //递归遍历右子树 document.getElementById('text').appendChild(document.createTextNode(node.value)); } }
第二种:非递归遍历算法
function postOrder(node) { if (node) { //判断二叉树是否为空 var stack = [node]; //将二叉树压入栈 var tmp = null; //定义缓存变量 while (stack.length !== 0) { //如果栈不为空,则循环遍历 tmp = stack[stack.length - 1]; //将栈顶的值保存在tmp中 if (tmp.left && node !== tmp.left && node !== tmp.right) { //如果存在左子树,node !== tmp.left && node !== tmp.righ 是为了避免重复将左右子树入栈 stack.push(tmp.left); //将左子树结点压入栈 } else if (tmp.right && node !== tmp.right) { //如果结点存在右子树 stack.push(tmp.right); //将右子树压入栈中 } else { document.getElementById('text').appendChild(document.createTextNode(stack.pop().value)); node = tmp; } } } }
这里使用了一个tmp变量来记录上一次出栈、入栈的结点。思路是先把根结点和左树推入栈,然后取出左树,再推入右树,取出,最后取根结点。
下面是用这个算法遍历前面那个二叉树的过程
stack tmp node 打印
初始 : - null -
第1轮: -+ - -
第2轮: -+a + -
第3轮: -+ a a a
第4轮: -+* + a
第5轮: -+*b * a
第6轮: -+* b b b
第7轮: -+*- * b
第8轮: -+*-c - b
第9轮: -+*- c c c
第10轮: -+*-d - c
第11轮: -+*- d d d
第12轮: -+* - - -
第13轮: -+ * * *
第14轮: - + + +
第15轮: -/ - +
第16轮: -/e / +
第17轮: -/ e e e
第18轮: -/f / e
第19轮: -/ f f f
第20轮: - / / /
第21轮: - - -结果:abcd-*+ef/-
function breadthTraversal(node) { if (node) { //判断二叉树是否为空 var que = [node]; //将二叉树放入队列 while (que.length !== 0) { //判断队列是否为空 node = que.shift(); //从队列中取出一个结点 document.getElementById('text').appendChild(document.createTextNode(node.value)); //将取出结点的值保存到数组 if (node.left) que.push(node.left); //如果存在左子树,将左子树放入队列 if (node.right) que.push(node.right); //如果存在右子树,将右子树放入队列 } } }
使用数组模拟队列,首先将根结点归入队列。当队列不为空时,执行循环:取出队列的一个结点,如果该节点有左子树,则将该节点的左子树存入队列;如果该节点有右子树,则将该节点的右子树存入队列。
给定一个二叉树,找出其最大深度。
二叉树的深度为根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。
比如下面这个二叉树,返回深度3。
3
/ \
9 20
/ \
15 7const tree = {
value: 3,
left: {
value: 9
},
right: {
value: 20,
left: { value: 15 },
right: { value: 9 }
}
}
递归算法:递归算法的思路很简单,先拿到左子树最深层,再拿到右子树最深层,取他们最大值就是树的深度。
var maxDepth = function(root) { if (!root) { return 0; } const leftDeep = maxDepth(root.left) + 1; const rightDeep = maxDepth(root.right) + 1; return Math.max(leftDeep, rightDeep); }; /* maxDepth(root) = maxDepth(root.left) + 1 = 2 maxDepth(root.left) = maxDepth(root.left.left) + 1 = 1 maxDepth(root.left.left) = 0; maxDepth(root) = maxDepth(root.right) + 1 = 3 maxDepth(root.right) = maxDepth(root.right.right) + 1 = 2 maxDepth(root.right.right) = maxDepth(root.right.right.right) + 1 = 1 maxDepth(root.right.right.right) = 0 */
给定一个二叉树,返回所有从根节点到叶子节点的路径。
比如:
3
/ \
9 20
/ \
15 7
返回:['3->9', '3->20->15', '3->20->7']
使用递归的方法:
var binaryTreePaths = function(root) { if (!root) return []; const res = []; function dfs(curNode, curPath) { if(!curNode.left && !curNode.right) { res.push(curPath); } if(curNode.left) { dfs(curNode.left, `${curPath}->${curNode.left.value}`) } if(curNode.right) { dfs(curNode.right, `${curPath}->${curNode.right.value}`) } } dfs(root, `${root.value}`); return res; };
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