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詳解JavaScript樹結構

高洛峰
發布: 2017-01-10 13:08:32
原創
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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):

詳解JavaScript樹結構

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)

詳解JavaScript樹結構    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;

詳解JavaScript樹結構        --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   
};
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詳解JavaScript樹結構然後,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;
 })();
};
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最後,就是遍歷一棵二元樹咯,分別為先序遍歷(PreOrderTraverse)、中序遍歷(InOrderTraverse)以及後序遍歷(PostOrderTraverse),如下:

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);
 }
};
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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
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--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):


且,遍歷一棵多孩子樹,有兩種常用遍歷方式,如下:

1) 、先根遍歷,和深度優先搜尋(Depth_First Search)遍歷類似。都是利用堆疊來遍歷元素,如下:

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:詳解JavaScript樹結構

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:詳解JavaScript樹結構

/*
*@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 || [];
};
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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')
     ]);
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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);
    }      
   });
  }
 }
};
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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
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关于上述全部代码,见github。

以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,同时也希望多多支持脚本之家PHP中文网

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