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JAVA遍历(深度优先+广度优先)

JAVA遍历(深度优先+广度优先)

作者: jayswu | 来源:发表于2017-12-20 14:03 被阅读31次

增加了对原帖缺失方法的补充和错误修改,原帖地址:
http://www.cnblogs.com/toSeeMyDream/p/5816682.html
http://dyygusi.iteye.com/blog/2162617

在编程生活中,我们总会遇见树性结构,这几天刚好需要对树形结构操作,就记录下自己的操作方式以及过程。现在假设有一颗这样树,(是不是二叉树都没关系,原理都是一样的)


图片.png

1、深度优先

英文缩写为DFS即Depth First Search.其过程简要来说是对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止,而且每个节点只能访问一次。对于上面的例子来说深度优先遍历的结果就是:A,B,D,E,I,C,F,G,H.(假设先走子节点的的左侧)。

深度优先遍历各个节点,需要使用到堆(Stack)这种数据结构。stack的特点是是先进后出。整个遍历过程如下:

首先将A节点压入堆中,stack(A);

将A节点弹出,同时将A的子节点C,B压入堆中,此时B在堆的顶部,stack(B,C);

将B节点弹出,同时将B的子节点E,D压入堆中,此时D在堆的顶部,stack(D,E,C);

将D节点弹出,没有子节点压入,此时E在堆的顶部,stack(E,C);

将E节点弹出,同时将E的子节点I压入,stack(I,C);

...依次往下,最终遍历完成,Java代码大概如下:

public void depthFirst() {

Stack<Map<String, Object>> nodeStack = new Stack<Map<String, Object>>();

Map<String, Object> node = new HashMap<String, Object>();

nodeStack.add(node);

while (!nodeStack.isEmpty()) {

    node = nodeStack.pop();

    System.out.println(node);

    //获得节点的子节点,对于二叉树就是获得节点的左子结点和右子节点

    List<Map<String, Object>> children = getChildren(node);

    if (children != null && !children.isEmpty()) {

        for (Map child : children) {

            nodeStack.push(child);

        }

    }

}

}

​//节点使用Map存放

2、广度优先

    英文缩写为BFS即Breadth FirstSearch。其过程检验来说是对每一层节点依次访问,访问完一层进入下一层,而且每个节点只能访问一次。对于上面的例子来说,广度优先遍历的 结果是:A,B,C,D,E,F,G,H,I(假设每层节点从左到右访问)。

   广度优先遍历各个节点,需要使用到队列(Queue)这种数据结构,queue的特点是先进先出,其实也可以使用双端队列,区别就是双端队列首位都可以插入和弹出节点。整个遍历过程如下:

  首先将A节点插入队列中,queue(A);

  将A节点弹出,同时将A的子节点B,C插入队列中,此时B在队列首,C在队列尾部,queue(B,C);

  将B节点弹出,同时将B的子节点D,E插入队列中,此时C在队列首,E在队列尾部,queue(C,D,E);

  将C节点弹出,同时将C的子节点F,G,H插入队列中,此时D在队列首,H在队列尾部,queue(D,E,F,G,H);

  将D节点弹出,D没有子节点,此时E在队列首,H在队列尾部,queue(E,F,G,H);

  ...依次往下,最终遍历完成,Java代码大概如下:

public void breadthFirst() {

Deque<Map<String, Object>> nodeDeque = new ArrayDeque<Map<String, Object>>();

Map<String, Object> node = new HashMap<String, Object>();

nodeDeque.add(node);

while (!nodeDeque.isEmpty()) {

    node = nodeDeque.peekFirst();

    System.out.println(node);

    //获得节点的子节点,对于二叉树就是获得节点的左子结点和右子节点

    List<Map<String, Object>> children = getChildren(node);

    if (children != null && !children.isEmpty()) {

        for (Map child : children) {

            nodeDeque.add(child);

        }

    }

}

}

//这里使用的是双端队列,和使用queue是一样的

1、深度优先

英文缩写为DFS即Depth First Search.其过程简要来说是对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止,

而且

每个 节点

只能

访问一次。对于上面的例子来说深度优先遍历的结果就是:A,B,D,E,I,C,F,G,H.(假设先走子节点的的左侧)。

深度优先遍历各个节点,需要使用到堆(Stack)这种数据结构。stack的特点是是先进后出。整个遍历过程如下:

首先将A节点压入堆中,stack(A);

将A节点弹出,同时将A的子节点C,B压入堆中,此时B在堆的顶部,

stack(B,C);

将B节点弹出,同时将B的子节点E,D压入堆中,此时D在堆的顶部

,stack(D,E,C);

将D节点弹出,没有子节点压入,此时E在堆的顶部

,stack(E,C);

将E节点弹出,同时将E的子节点I压入,stack(I,C);

...依次往下,最终遍历完成,Java代码大概如下:

|

public void depthFirst() {

Stack<Map<String, Object>> nodeStack = new Stack<Map<String, Object>>();

Map<String, Object> node = new HashMap<String, Object>();

nodeStack.add(node);

while (!nodeStack.isEmpty()) {

    node = nodeStack.pop();

    System.out.println(node);

    //获得节点的子节点,对于二叉树就是获得节点的左子结点和右子节点

    List<Map<String, Object>> children = getChildren(node);

    if (children != null && !children.isEmpty()) {

        for (Map child : children) {

            nodeStack.push(child);

        }

    }

}

}

​//节点使用Map存放

|

2、广度优先

    英文缩写为BFS即Breadth FirstSearch。其过程检验来说是对每一层节点依次访问,访问完一层进入下一层,而且每个节点只能访问一次。对于上面的例子来说,广度优先遍历的 结果是:A,B,C,D,E,F,G,H,I(假设每层节点从左到右访问)。

   广度优先遍历各个节点,需要使用到队列(Queue)这种数据结构,queue的特点是先进先出,其实也可以使用双端队列,区别就是双端队列首位都可以插入和弹出节点。整个遍历过程如下:

  首先将A节点插入队列中,queue(A);

  将A节点弹出,同时将A的子节点B,C插入队列中,此时B在队列首,C在队列尾部,queue(B,C);

  将B节点弹出,同时将B的子节点D,E插入队列中,此时C在队列首,E在队列尾部,queue(C,D,E);

  将C节点弹出,同时将C的子节点F,G,H插入队列中,此时D在队列首,H在队列尾部,queue(D,E,F,G,H);

  将D节点弹出,D没有子节点,此时E在队列首,H在队列尾部,queue(E,F,G,H);

  ...依次往下,最终遍历完成,Java代码大概如下:

|

public void breadthFirst() {

Deque<Map<String, Object>> nodeDeque = new ArrayDeque<Map<String, Object>>();

Map<String, Object> node = new HashMap<String, Object>();

nodeDeque.add(node);

while (!nodeDeque.isEmpty()) {

    node = nodeDeque.pollFirst();

    System.out.println(node);

    //获得节点的子节点,对于二叉树就是获得节点的左子结点和右子节点

    List<Map<String, Object>> children = getChildren(node);

    if (children != null && !children.isEmpty()) {

        for (Map child : children) {

            nodeDeque.add(child);

        }

    }

}

}

//这里使用的是双端队列,和使用queue是一样的

public static List<Map<String, Object>> getChildren(Map<String, Object> map){
List<Map<String, Object>> list = new ArrayList<>();
Object obj = map.get("son");
if(obj!=null) {
Map<String, Object> value = (HashMap) obj;
list.add(value);
}
Object obj2 = map.get("son2");
if(obj2!=null) {
Map<String, Object> value = (HashMap) obj2;
list.add(value);
}
return list;
};

public static Map<String, Object> getMap(){
    Map<String, Object> node = new HashMap<String, Object>();
    node.put("mess","我是爸爸");

    Map<String, Object> f11 = new HashMap<String, Object>();
    f11.put("mess","我是大儿子");
    Map<String, Object> f12 = new HashMap<String, Object>();
    f12.put("mess","我是二儿子");

    Map<String, Object> f21 = new HashMap<String, Object>();
    f21.put("mess","我是大孙子");
    Map<String, Object> f22 = new HashMap<String, Object>();
    f22.put("mess","我是二孙子");

    Map<String, Object> f31 = new HashMap<String, Object>();
    f31.put("mess","我是大曾孙子");

    f21.put("son",f31);
    f11.put("son",f21);
    f12.put("son",f22);
    node.put("son",f11);
    node.put("son2",f12);
    return node;
}

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