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一、是什么

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，樹(shù)形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一類重要的非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以表示數(shù)據(jù)之間一對(duì)多的關(guān)系。以樹(shù)與二叉樹(shù)最為常用，直觀看來(lái)，樹(shù)是以分支關(guān)系定義的層次結(jié)構(gòu)

二叉樹(shù)滿足以下兩個(gè)條件：

• 本身是有序樹(shù)
• 樹(shù)中包含的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的度不能超過(guò) 2，即只能是 0、1 或者 2

如下圖，左側(cè)的為二叉樹(shù)，而右側(cè)的因?yàn)轭^結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)超過(guò)2，因此不屬于二叉樹(shù)：

同時(shí)，二叉樹(shù)可以繼續(xù)進(jìn)行分類，分成了滿二叉樹(shù)和完成二叉樹(shù)：

滿二叉樹(shù)：如果二叉樹(shù)中除了葉子結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)的度都為 2

完成二叉樹(shù)：如果二叉樹(shù)中除去最后一層節(jié)點(diǎn)為滿二叉樹(shù)，且最后一層的結(jié)點(diǎn)依次從左到右分布

二、操作

關(guān)于二叉樹(shù)的遍歷，常見(jiàn)的有：

• 前序遍歷
• 中序遍歷
• 后序遍歷
• 層序遍歷

前序遍歷

前序遍歷的實(shí)現(xiàn)思想是：

• 訪問(wèn)根節(jié)點(diǎn)
• 訪問(wèn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)
• 若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)無(wú)左子樹(shù)，則訪問(wèn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的右子

根據(jù)遍歷特性，遞歸版本用代碼表示則如下：

const preOrder = (root) => { 
  if(!root){ return } 
  console.log(root) 
  preOrder(root.left) 
  preOrder(root.right) 
} 

如果不使用遞歸版本，可以借助棧先進(jìn)后出的特性實(shí)現(xiàn)，先將根節(jié)點(diǎn)壓入棧，再分別壓入右節(jié)點(diǎn)和左節(jié)點(diǎn)，直到棧中沒(méi)有元素，如下：

const preOrder = (root) => { 
  if(!root){ return } 
  const stack = [root] 
  while (stack.length) { 
    const n = stack.pop() 
    console.log(n.val) 
    if (n.right) { 
      stack.push(n.right) 
    } 
    if (n.left) { 
      stack.push(n.left) 
    } 
  } 
} 

中序遍歷

前序遍歷的實(shí)現(xiàn)思想是：

• 訪問(wèn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)
• 訪問(wèn)根節(jié)點(diǎn)
• 訪問(wèn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的右子

遞歸版本很好理解，用代碼表示則如下：

const inOrder = (root) => { 
  if (!root) { return } 
  inOrder(root.left) 
  console.log(root.val) 
  inOrder(root.right) 
} 

非遞歸版本也是借助棧先進(jìn)后出的特性，可以一直首先一直壓入節(jié)點(diǎn)的左元素，當(dāng)左節(jié)點(diǎn)沒(méi)有后，才開(kāi)始進(jìn)行出棧操作，壓入右節(jié)點(diǎn)，然后有依次壓入左節(jié)點(diǎn)，如下：

const inOrder = (root) => { 
  if (!root) { return } 
  const stack = [root] 
  let p = root 
  while(stack.length || p){ 
    while (p) { 
      stack.push(p) 
      p = p.left 
    } 
    const n = stack.pop() 
    console.log(n.val) 
    p = n.right 
  } 
} 

后序遍歷

前序遍歷的實(shí)現(xiàn)思想是：

• 訪問(wèn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)
• 訪問(wèn)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的右子
• 訪問(wèn)根節(jié)點(diǎn)

遞歸版本，用代碼表示則如下：

const postOrder = (root) => { 
  if (!root) { return } 
  postOrder(root.left) 
  postOrder(root.right) 
  console.log(n.val) 
 } 

后序遍歷非遞歸版本實(shí)際跟全序遍歷是逆序關(guān)系，可以再多創(chuàng)建一個(gè)棧用來(lái)進(jìn)行輸出，如下：

const preOrder = (root) => { 
  if(!root){ return } 
  const stack = [root] 
  const outPut = [] 
  while (stack.length) { 
    const n = stack.pop() 
    outPut.push(n.val) 
    if (n.right) { 
      stack.push(n.right) 
    } 
    if (n.left) { 
      stack.push(n.left) 
    } 
  } 
  while (outPut.length) { 
    const n = outPut.pop() 
    console.log(n.val) 
  } 
} 

層序遍歷

按照二叉樹(shù)中的層次從左到右依次遍歷每層中的結(jié)點(diǎn)

借助隊(duì)列先進(jìn)先出的特性，從樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)開(kāi)始，依次將其左孩子和右孩子入隊(duì)。而后每次隊(duì)列中一個(gè)結(jié)點(diǎn)出隊(duì)，都將其左孩子和右孩子入隊(duì)，直到樹(shù)中所有結(jié)點(diǎn)都出隊(duì)，出隊(duì)結(jié)點(diǎn)的先后順序就是層次遍歷的最終結(jié)果

用代碼表示則如下：

const levelOrder = (root) => { 
    if (!root) { return [] } 
    const queue = [[root, 0]] 
    const res = [] 
    while (queue.length) { 
        const n = queue.shift() 
        const [node, leval] = n 
        if (!res[leval]) { 
            res[leval] = [node.val] 
        } else { 
            res[leval].push(node.val) 
        } 
        if (node.left) { queue.push([node.left, leval + 1]) } 
        if (node.right) { queue.push([node.right, leval + 1]) } 
    } 
    return res 
}; 

三、總結(jié)

樹(shù)是一個(gè)非常重要的非線性結(jié)構(gòu)，其中二叉樹(shù)以二叉樹(shù)最常見(jiàn)，二叉樹(shù)的遍歷方式可以分成前序遍歷、中序遍歷、后序遍歷

同時(shí)，二叉樹(shù)又分成了完成二叉樹(shù)和滿二叉樹(shù)

參考文獻(xiàn)

https://baike.baidu.com/item/%E4%BA%8C%E5%8F%89%E6%A0%91

http://data.biancheng.net/view/27.html