對於資料結構“樹”,想必大家都熟悉,今兒,我們就再來回顧一下資料結構中的二元樹與樹,並用JavaScript實現它們。
ps:樹結構在前端中,很多地方體現得淋漓盡致,如Vue的虛擬DOM以及冒泡等等。
二叉樹
--概念--
二叉樹是一種樹形結構,它的特徵是每個結點至多只有兩棵子樹(即二元樹中不存在度大於2的結點),並且,二叉樹的子樹有左右之分,其次序不能任意顛倒。
如下,就是一棵二叉樹(注:下文二叉樹相關例子,都以該二叉樹為例):
且,遍歷二叉樹(traversing binary tree)有三種常用方式,如下:
1)、先序遍歷二叉樹(根左右)
若二叉樹為空,空操作;否則
-- --先序遍歷右子樹。
例如,上述例子中的二元樹,遍歷結果如下:
2)、中序遍歷二叉樹(左根右)曆左子樹;
--進入根結點;
--中序遍歷右子樹。
例如,上述例子中的二元樹,遍歷結果如下:
3)、後序遍歷二叉樹(左右根) 子樹;--後序遍歷右子樹;
--訪問根結點。
例如,上述例子中的二元樹,遍歷結果如下:
好了,了解了二元樹以及遍歷方式,那麼,接下來我們就一起用JavaScrip來實現下吧,當然採用鍊式存儲結構。 首先,利用JavaScript構造函數建立二元樹結點,如下:function TreeNode(){ this.data = null;//该节点数据 this.lchild = null;//左子树 this.rchild = null;//右子树 };
然後,我們可以透過遍歷二叉樹的演算法,建構一棵二元樹,如下,採用先序序列建立一棵二元樹方法:
/* *method:采用先序序列建立二叉树 *@params: nodeList(Array) --树节点,以先序序列存入数组中,null代表空节点 */ TreeNode.createBiTree = function(nodeList){ var i = 0; return (function getNode(){ var node = null, val = nodeList[i++]; if(!val){ node = null; }else{ node = new TreeNode(); node.data = val; node.lchild = getNode(); node.rchild = getNode(); } return node; })(); };
TreeNode.prototype = { constructor: TreeNode, _PreOrderTraverse: function(node){ if(node){ console.log(node.data); this._PreOrderTraverse(node.lchild); this._PreOrderTraverse(node.rchild); } }, PreOrderTraverse: function(){ console.log('PreOrder:'); this._PreOrderTraverse(this); }, _InOrderTraverse: function(node){ if(node){ this._InOrderTraverse(node.lchild); console.log(node.data); this._InOrderTraverse(node.rchild); } }, InOrderTraverse: function(){ console.log('InOrder:'); this._InOrderTraverse(this); }, _PostOrderTraverse: function(node){ if(node){ this._PostOrderTraverse(node.lchild); this._PostOrderTraverse(node.rchild); console.log(node.data); } }, PostOrderTraverse: function(){ console.log('PostOrder:'); this._PostOrderTraverse(this); } };
了可以自行測試下:
var treeNode = null, nodeList = ['A', 'B', 'C', null, null, 'D', 'E', null, 'G', null, null, 'F', null, null, null]; //getting a binary tree from nodeList treeNode = TreeNode.createBiTree(nodeList); //traversing the tree of treeNode treeNode.PreOrderTraverse();//ABCDEGF treeNode.InOrderTraverse();//CBEGDFA treeNode.PostOrderTraverse();//CGEFDBA
樹
--概念--樹是n(n>=0)個結點的有限集合。在任一非空樹中,有且僅有一個特定的稱為根(root)的結點,當n>1時,其餘結點可分為m(m>0)個互不相交的有限集,其中每個集合本身又是一棵樹,稱為根的子樹。當然,二元樹肯定屬於樹咯。 如下,就是一棵樹(註:下文樹的相關例子,都以此樹為例):2) 、按層次遍歷,和廣度優先搜尋(Breadth_First Search)遍歷類似。都是利用隊列來遍歷元素,如下:
好了,了解了樹以及遍歷方式,那麼,接下來我們就一起用JavaScrip來實現下吧,當然也是採用鍊式存儲結構。
首先,利用JavaScript建立樹結點,如下:
/* *@Params: data --节点数据 children -- 所有孩子结点 */ function TreeNode(data, children){ if(!(this instanceof TreeNode)){ return new TreeNode(data, children); } this.data = data || null; this.children = children || []; };
根据上述TreeNode构造函数,我们可以将例子中的树,表示如下:
var treeNode = TreeNode('A', [ TreeNode('B', [TreeNode('E')]), TreeNode('C'), TreeNode('D') ]);
接着,就是编写遍历树方法咯,分别为先根遍历和按层次遍历,如下:
TreeNode.prototype = { constructor: TreeNode, _traverseAsDFS: function(node){//先根遍历 var self = this; if(node){ console.log(node.data); node.children.forEach(function(child){ if(child.children.length){ self._traverseAsDFS(child); }else{ console.log(child.data); } }); } }, traverseAsDFS: function(){ console.log('Depth_First Search'); this._traverseAsDFS(this); }, traverseAsBFS: function(){//按层次遍历 var queue = []; console.log('Breadth_First Search'); console.log(this.data); if(this.children.length){ queue.push(this); } while(queue.length){ let tempNode = queue.shift(); tempNode.children.forEach(function(child){ console.log(child.data); if(child.children.length){ queue.push(child); } }); } } };
好了,利用上述二叉树例子,我们可以自行测试下:
var treeNode = TreeNode('A', [ TreeNode('B', [TreeNode('E')]), TreeNode('C'), TreeNode('D') ]); treeNode.traverseAsDFS();//ABECD treeNode.traverseAsBFS();//ABCDE
关于上述全部代码,见github。
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