数据结构笔记_23 二叉树的前序、中序、后序遍历(含重写toSring,this相关)

概念:

  1. 前序遍历:先输出父节点,再遍历左子树和右子树。
  2. 中序遍历:先遍历左子树,再输出父节点,再遍历右子树。
  3. 后序遍历:先遍历左子树,再遍历右子树,最后输出父节点

小结:看输出父节点的顺序,就确定是前序,中序还是后序。

遍历步骤:

  1. 前序:根左右
  2. 中序:左根右
  3. 后序:左右根

在这里插入图片描述

代码

先创建一个 HeroNode 节点,里面包含基本属性、构造方法、各种遍历方法的底层代码。

再定义 BinaryTree 二叉树,在二叉树中调用相关的接口。

相当于节点提供具体的底层实现方法,树来进行调用。和前面的哈希表类似。

HeroNode节点类

//先创建HeroNode节点
class HeroNode {
    
    
	private int no;
	private String name;
	private HeroNode left;// 默认null
	private HeroNode right;// 默认null

	public HeroNode(int no, String name) {
    
    
		super();
		this.no = no;
		this.name = name;
	}

	public int getNo() {
    
    
		return no;
	}

	public void setNo(int no) {
    
    
		this.no = no;
	}

	public String getName() {
    
    
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
    
    
		this.name = name;
	}

	public HeroNode getLeft() {
    
    
		return left;
	}

	public void setLeft(HeroNode left) {
    
    
		this.left = left;
	}

	public HeroNode getRight() {
    
    
		return right;
	}

	public void setRight(HeroNode right) {
    
    
		this.right = right;
	}

	@Override
	public String toString() {
    
    
		return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + "]";
	}

	// 编写前序遍历的方法
	public void preOrder() {
    
    
		System.out.println(this);// 先输出父节点
		// 递归向左子树前序遍历
		if (this.left != null) {
    
    
			this.left.preOrder();
		}
		// 递归向右子树前序遍历
		if (this.right != null) {
    
    
			this.right.preOrder();
		}
	}

	// 中序遍历
	public void midOrder() {
    
    
		if (this.left != null) {
    
    
			this.left.midOrder();
		}
		System.out.println(this);// 再输出父节点
		// 递归向右子树中序遍历
		if (this.right != null) {
    
    
			this.right.midOrder();
		}
	}

	// 后序遍历
	public void postOrder() {
    
    
		if (this.left != null) {
    
    
			this.left.postOrder();
		}

		// 递归向右子树后序遍历
		if (this.right != null) {
    
    
			this.right.postOrder();
		}
		System.out.println(this);// 最后输出父节点
	}

}

定义BinaryTree(二叉树类)

// 定义BinaryTree 二叉树
class BinaryTree {
    
    
	private HeroNode root;

	public void setRoot(HeroNode root) {
    
    
		this.root = root;
	}

	// 前序遍历
	public void preOrder() {
    
    
		if (this.root != null) {
    
    
			this.root.preOrder();// 谁调用,this就指向谁,第一次调用时this就指向root
		} else {
    
    
			System.out.println("二叉树为空,无法遍历~");
		}
	}

	// 中序遍历
	public void midOrder() {
    
    
		if (this.root != null) {
    
    
			this.root.midOrder();
		} else {
    
    
			System.out.println("二叉树为空,无法遍历~");
		}
	}

	// 后序遍历
	public void postOrder() {
    
    
		if (this.root != null) {
    
    
			this.root.postOrder();
		} else {
    
    
			System.out.println("二叉树为空,无法遍历~");
		}
	}

}

关于代码中的this:

谁调用,this就指向谁。

例如:

	this.root.postOrder();// 谁调用,this就指向谁,第一次调用时this就指向root

二叉树中的前序遍历中,第一个this,指代当前 BinaryTree类的对象。

postOrder()方法中的 this 指的就是此处的root。

重写toString

记录一下,这里重写的toString方法

在Object类(顶级父类、超类,是所有类的父类)里,定义toString()方法的时候返回的对象的hashcode码,这个hashcode码不能直观的表示出对象的属性,所以需要重写toString()方法。

当需要将一个对象输出到显示器时,通常要调用他的toString()方法,将对象的内容转换为字符串.java中的所有类默认都有一个toString()方法(因为都继承了Object)。

默认情况下 System.out.println(对象名) 或者System.out.println(对象名.toString())输出的是:此对象的类名和此对象对应内存的首地址,若想自定义输出信息必须重写toString()方法

以前序遍历为例,因为在 HeroNode 类中重写过了 toString() 方法,所以在这里插入图片描述
第一次调用的 this指代当前类的对象,也就是BinaryTree 类的对象binaryTree

主函数调用当前 BinaryTree 类对象:binaryTree 的 preOrder(前序)方法。

在这里插入图片描述
跳转到BinaryTree类中的前序遍历方法,并调用底层,即HeroNode中的前序遍历方法。
在这里插入图片描述
跳转到底层代码,执行输出语句

在这里插入图片描述
其中,这里的this指代的就是root,因为第一次是被root调用的。

在这里插入图片描述
因为重写过了 toString() 方法,所以输出的就不再是:此对象的类名和此对象对应内存的首地址 ,而是输出重写的内容了,如下:
在这里插入图片描述
所以,在主函数里测试的前序遍历,会输出:

在这里插入图片描述
第一次输出的是root节点,然后递归输出剩下来的子节点。在这里插入图片描述
测试一把:
在这里插入图片描述
此时,再加入一个5号节点:关胜。检验一下前、中、后序遍历是否已经理解了。

在这里插入图片描述

先预测一波~

前:12354
中:21534
后:25431

输出:没毛病
在这里插入图片描述
完整代码:

package com.huey.tree;

public class BinaryTreeDemo {
    
    

	public static void main(String[] args) {
    
    
		// 先需要创建一颗二叉树
		BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();
		// 创建需要创建的节点
		HeroNode root = new HeroNode(1, "宋江");
		HeroNode node2 = new HeroNode(2, "吴用");
		HeroNode node3 = new HeroNode(3, "卢俊义");
		HeroNode node4 = new HeroNode(4, "林冲");
		HeroNode node5 = new HeroNode(5, "关胜");

		// 说明:我们先手动创建该二叉树,后面使用递归的方式创建二叉树
		root.setLeft(node2);// 由于left是私有的,所以原来的root.left = node2;不能用了
		root.setRight(node3);
		node3.setRight(node4);
		node3.setLeft(node5);
		binaryTree.setRoot(root);

		// 测试前序
		System.out.println("前序遍历~");
		binaryTree.preOrder();

		// 测试中序
		System.out.println("中序遍历~");
		binaryTree.midOrder();

		// 测试后序
		System.out.println("后序遍历~");
		binaryTree.postOrder();
	}

}

// 定义BinaryTree 二叉树
class BinaryTree {
    
    
	private HeroNode root;

	public void setRoot(HeroNode root) {
    
    
		this.root = root;
	}

	// 前序遍历
	public void preOrder() {
    
    
		if (this.root != null) {
    
    
			this.root.preOrder();// 谁调用,this就指向谁,第一次调用时this就指向root
		} else {
    
    
			System.out.println("二叉树为空,无法遍历~");
		}
	}

	// 中序遍历
	public void midOrder() {
    
    
		if (this.root != null) {
    
    
			this.root.midOrder();
		} else {
    
    
			System.out.println("二叉树为空,无法遍历~");
		}
	}

	// 后序遍历
	public void postOrder() {
    
    
		if (this.root != null) {
    
    
			this.root.postOrder();
		} else {
    
    
			System.out.println("二叉树为空,无法遍历~");
		}
	}

}

//先创建HeroNode节点
class HeroNode {
    
    
	private int no;
	private String name;
	private HeroNode left;// 默认null
	private HeroNode right;// 默认null

	public HeroNode(int no, String name) {
    
    
		super();
		this.no = no;
		this.name = name;
	}

	public int getNo() {
    
    
		return no;
	}

	public void setNo(int no) {
    
    
		this.no = no;
	}

	public String getName() {
    
    
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
    
    
		this.name = name;
	}

	public HeroNode getLeft() {
    
    
		return left;
	}

	public void setLeft(HeroNode left) {
    
    
		this.left = left;
	}

	public HeroNode getRight() {
    
    
		return right;
	}

	public void setRight(HeroNode right) {
    
    
		this.right = right;
	}

	@Override
	public String toString() {
    
    
		return "HeroNode [no=" + no + ", name=" + name + "]";
	}

	// 编写前序遍历的方法
	public void preOrder() {
    
    
		System.out.println(this);// 先输出父节点
		// 递归向左子树前序遍历
		if (this.left != null) {
    
    
			this.left.preOrder();
		}
		// 递归向右子树前序遍历
		if (this.right != null) {
    
    
			this.right.preOrder();
		}
	}

	// 中序遍历
	public void midOrder() {
    
    
		if (this.left != null) {
    
    
			this.left.midOrder();
		}
		System.out.println(this);// 再输出父节点
		// 递归向右子树中序遍历
		if (this.right != null) {
    
    
			this.right.midOrder();
		}
	}

	// 后序遍历
	public void postOrder() {
    
    
		if (this.left != null) {
    
    
			this.left.postOrder();
		}

		// 递归向右子树后序遍历
		if (this.right != null) {
    
    
			this.right.postOrder();
		}
		System.out.println(this);// 最后输出父节点
	}

}

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