二叉树前序序列化经典JS实现剖析

2023-12-29 18:54:59

前言

在前几篇文章中，我们探讨了二叉树的递归算法题。在本文中，我们将继续深入二叉树的奥秘，重点探讨二叉树前序序列化的经典JavaScript实现。所谓前序序列化，是指以先根遍历的方式，将二叉树的节点值逐个记录下来，形成一个字符串或数组。而反序列化则是将这个字符串或数组还原为二叉树的结构。

暴力破解法

实现二叉树前序序列化最简单的方法就是暴力破解法。我们可以使用递归的方式，先序遍历二叉树，并将每个节点的值依次添加到一个数组中。最后，将这个数组转换为字符串或JSON格式，即可完成序列化。

function serialize(root) {
  if (root === null) {
    return 'null';
  }
  const result = [];
  const preorderTraversal = (node) => {
    if (node === null) {
      result.push('null');
      return;
    }
    result.push(node.val);
    preorderTraversal(node.left);
    preorderTraversal(node.right);
  };
  preorderTraversal(root);
  return result.join(',');
}

反序列化则需要将这个字符串或JSON格式的数据还原为二叉树的结构。我们可以使用递归的方式，逐个解析字符串或JSON中的值，并将其转换为二叉树的节点。

function deserialize(data) {
  const values = data.split(',');
  const buildTree = (values) => {
    const val = values.shift();
    if (val === 'null') {
      return null;
    }
    const node = new TreeNode(parseInt(val));
    node.left = buildTree(values);
    node.right = buildTree(values);
    return node;
  };
  return buildTree(values);
}

暴力破解法虽然简单，但效率不高，尤其是在二叉树的规模较大时，时间复杂度可能达到O(n^2)。

巧思优化法

为了提高二叉树前序序列化的效率，我们可以使用一些巧妙的优化方法。一种常见的方法是使用栈来存储节点。我们可以先将根节点压入栈中，然后依次弹出栈顶节点，并将它的左右子节点压入栈中。重复这个过程，直到栈为空。

function serialize(root) {
  if (root === null) {
    return 'null';
  }
  const stack = [root];
  const result = [];
  while (stack.length > 0) {
    const node = stack.pop();
    result.push(node.val);
    if (node.right !== null) {
      stack.push(node.right);
    }
    if (node.left !== null) {
      stack.push(node.left);
    }
  }
  return result.join(',');
}

反序列化则需要将这个字符串转换为二叉树的结构。我们可以使用栈来存储节点值。我们可以逐个解析字符串中的值，并将它们压入栈中。然后，弹出栈顶值，并将其转换为二叉树的节点。重复这个过程，直到栈为空。

function deserialize(data) {
  const values = data.split(',');
  const stack = [];
  const buildTree = (values) => {
    const val = values.shift();
    if (val === 'null') {
      return null;
    }
    const node = new TreeNode(parseInt(val));
    node.right = buildTree(values);
    node.left = buildTree(values);
    return node;
  };
  const root = buildTree(values);
  return root;
}