JS实现二叉树层次遍历的三种方式

2023-10-10 14:20:09

前言

在计算机科学中，二叉树是一种重要的数据结构。二叉树的层次遍历是遍历二叉树的一种常见方式，它可以帮助我们以一种有组织的方式访问二叉树中的所有节点。在本文中，我们将探讨如何使用JavaScript实现二叉树的层次遍历，并提供三种不同的方法：队列法、递归法和迭代法。

队列法

队列法是实现二叉树层次遍历最常用的方法之一。这种方法使用队列数据结构来存储要遍历的节点。队列是一种先进先出（FIFO）的数据结构，这意味着最早加入队列的元素将首先被移除。

步骤：

将二叉树的根节点入队。
只要队列不为空，就重复以下步骤：
- 将队列队首的元素出队。
- 将出队的元素的左右孩子节点入队。
- 将出队的元素的值输出。

示例代码：

function levelOrderTraversalQueue(root) {
  if (root === null) {
    return;
  }

  const queue = [root];
  const result = [];

  while (queue.length > 0) {
    const node = queue.shift();
    result.push(node.val);

    if (node.left !== null) {
      queue.push(node.left);
    }

    if (node.right !== null) {
      queue.push(node.right);
    }
  }

  return result;
}

递归法

递归法也是实现二叉树层次遍历的常用方法。这种方法利用了二叉树的递归性质，将二叉树的层次遍历分解为多个子问题。

步骤：

访问二叉树的根节点。
递归地遍历二叉树的左子树。
递归地遍历二叉树的右子树。

示例代码：

function levelOrderTraversalRecursive(root) {
  if (root === null) {
    return;
  }

  console.log(root.val);
  levelOrderTraversalRecursive(root.left);
  levelOrderTraversalRecursive(root.right);
}

迭代法

迭代法是实现二叉树层次遍历的第三种方法。这种方法使用循环来实现二叉树的层次遍历，不需要使用递归。

步骤：

将二叉树的根节点入栈。
只要栈不为空，就重复以下步骤：
- 将栈顶元素出栈。
- 将出栈元素的左右孩子节点入栈。
- 将出栈元素的值输出。

示例代码：

function levelOrderTraversalIterative(root) {
  if (root === null) {
    return;
  }

  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;
}