java代码实现二叉树的遍历

一、二叉树的定义：

二叉树是树形结构的一个重要类型。许多实际问题抽象出来的数据结构往往是二叉树的形式，即使是一般的树也能简单地转换为二叉树，而且二叉树的存储结构及其算法都较为简单，因此二叉树显得特别重要。
二叉树(BinaryTree)是n(n≥0)个结点的有限集，它或者是空集(n=0)，或者由一个根结点及两棵互不相交的、分别称作这个根的左子树和右子树的二叉树组成。
这个定义是递归的。由于左、右子树也是二叉树，因此子树也可为空树。下图中展现了五种不同基本形态的二叉树。

其中 (a) 为空树， (b) 为仅有一个结点的二叉树， (c) 是仅有左子树而右子树为空的二叉树， (d) 是仅有右子树而左子树为空的二叉树， (e) 是左、右子树均非空的二叉树。这里应特别注意的是，二叉树的左子树和右子树是严格区分并且不能随意颠倒的，图 (c) 与图 (d) 就是两棵不同的二叉树。

二、二叉树的遍历：

对于二叉树来讲最主要、最基本的运算是遍历。
遍历二叉树是指以一定的次序访问二叉树中的每个结点。所谓访问结点是指对结点进行各种操作的简称。例如，查询结点数据域的内容，或输出它的值，或找出结点位置，或是执行对结点的其他操作。遍历二叉树的过程实质是把二叉树的结点进行线性排列的过程。假设遍历二叉树时访问结点的操作就是输出结点数据域的值，那么遍历的结果得到一个线性序列。

常见的遍历方法：

1、先序遍历法：先访问根节点，再遍历左子树，最后遍历右子树；

2、中序遍历法：先遍历左子树，再访问根节点，最后遍历右子树；

3、后序遍历法：先遍历左子树，再遍历右子树，最后访问根节点。

三、话不多说，上代码。

public class BinaryTree {/*** BinaryTree 的节点数据结构*/private class TreeNode{private int key = 0;private String data = null;private boolean isVisited = false;private TreeNode leftChild = null;private TreeNode rightChild = null;public TreeNode(){}public TreeNode(int key,String data){this.key = key;this.data = data;this.leftChild = null;this.rightChild = null;}}//获取根节点public TreeNode getRoot() {return root;}public void setRoot(TreeNode root) {this.root = root;}//定义根节点private TreeNode root = null;public BinaryTree(){root = new TreeNode(1,"A");}/*** 创建一棵二叉树*/public void createBinaryTree(TreeNode root){TreeNode nodeB = new TreeNode(2,"B");TreeNode nodeC = new TreeNode(3,"C");TreeNode nodeD = new TreeNode(4,"D");TreeNode nodeE = new TreeNode(5,"E");TreeNode nodeF = new TreeNode(6,"F");root.leftChild = nodeB;root.rightChild = nodeC;nodeB.leftChild = nodeD;nodeB.rightChild = nodeE;nodeC.rightChild = nodeF;}/*** 前序遍历*/public void preOrder(TreeNode node){if(node != null){visited(node);preOrder(node.leftChild);preOrder(node.rightChild);}}/*** 中序遍历* @param node*/public void inOrder(TreeNode node){if(node != null){preOrder(node.leftChild);visited(node);preOrder(node.rightChild);}}/*** 后序遍历* @param node*/public void postOrder(TreeNode node){if(node != null){preOrder(node.leftChild);preOrder(node.rightChild);visited(node);}}/*** 非递归前序遍历* @param node*/public void nonRecPreOrder(TreeNode node){Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();TreeNode pNode = node;while(pNode != null || stack.size()>0){while(pNode != null){visited(pNode);stack.push(pNode);pNode = pNode.leftChild;}if(stack.size()>0){pNode = stack.pop();pNode = pNode.rightChild;}}}/*** 非递归中序遍历* @param node*/public void nonRecInOrder(TreeNode node){Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();TreeNode pNode = node;while(pNode != null || stack.size()>0){while(pNode != null){stack.push(pNode);pNode = pNode.leftChild;}if(stack.size()>0){pNode = stack.pop();visited(pNode);pNode = pNode.rightChild;}}}/*** 非递归后序遍历* @param pNode*/public void nonRecPostOrder(TreeNode pNode){Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();TreeNode node = pNode;while(pNode != null){//左子树入栈while(pNode.leftChild != null){stack.push(pNode);pNode = pNode.leftChild;}//当前节点无右子树或者右子树已输出while(pNode != null && (pNode.rightChild == null || pNode.rightChild == node)){visited(pNode);//记录上一个已输出的节点node = pNode;if(!stack.isEmpty()){pNode = stack.pop();}else{return;}}//右子树入栈stack.push(pNode);pNode = pNode.rightChild;    }}private void visited(TreeNode node) {node.isVisited = true;System.out.println(node.data+","+node.key);}/*** 计算树的高度*/private int height(TreeNode node){if(node == null){return 0;}else{int i = height(node.leftChild);int j = height(node.rightChild);return (i<j)?j+1:i+1;}}/*** 计算树的节点数* @param node* @return 树的节点数*/private int size(TreeNode node){if(node == null){return 0;}else{return 1+size(node.leftChild)+size(node.rightChild);}}public static void main(String[] args) {BinaryTree binaryTree = new BinaryTree();TreeNode root = binaryTree.root;binaryTree.createBinaryTree(root);System.out.println(binaryTree.height(root));System.out.println(binaryTree.size(root));binaryTree.preOrder(root);System.out.println("*******");binaryTree.nonRecPreOrder(root);System.out.println("*******");binaryTree.nonRecInOrder(root);System.out.println("-------------");binaryTree.nonRecPostOrder(root);}}

输出结果：

3
6
A,1
B,2
D,4
E,5
C,3
F,6
*******
A,1
B,2
D,4
E,5
C,3
F,6
*******
D,4
B,2
E,5
A,1
C,3
F,6
-------------
D,4
E,5
B,2
F,6
C,3
A,1

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