C#刷剑指Offer | 从上到下打印二叉树
【C#刷题】| 作者 / Edison Zhou
这是EdisonTalk的第288篇原创内容
我们来用之前学到的数据结构知识来刷《剑指Offer》的一些核心题目(精选了其中30+道题目),希望对你有帮助!本文题目为:从上到下打印二叉树。
1题目介绍
题目:从上往下打印出二叉树的每个结点,同一层的结点按照从左到右的顺序打印。例如输入下图中的二叉树,则依次打印出8、6、10、5、7、9、11。
二叉树节点的定义如下,采用C#语言描述:
public class BinaryTreeNode
{public int Data { get; set; }public BinaryTreeNode leftChild { get; set; }public BinaryTreeNode rightChild { get; set; }public BinaryTreeNode(int data){this.Data = data;}public BinaryTreeNode(int data, BinaryTreeNode left, BinaryTreeNode right){this.Data = data;this.leftChild = left;this.rightChild = right;}
}
2解题思路与实现
思路:
这道题实质是考查树的层次遍历(广度优先遍历)算法:
每一次打印一个结点的时候,如果该结点有子结点,则把该结点的子结点放到一个队列的末尾。接下来到队列的头部取出最早进入队列的结点,重复前面的打印操作,直至队列中所有的结点都被打印出来为止。
扩展:如何广度优先遍历一个有向图?这同样也可以基于队列实现。树是图的一种特殊退化形式,从上到下按层遍历二叉树,从本质上来说就是广度优先遍历二叉树。
实现:
static void PrintFromTopToBottom(BinaryTreeNode root)
{if (root == null){return;}Queue<BinaryTreeNode> queue = new Queue<BinaryTreeNode>();queue.Enqueue(root);while (queue.Count > 0){BinaryTreeNode printNode = queue.Dequeue();Console.Write("{0}\t", printNode.Data);if (printNode.leftChild != null){queue.Enqueue(printNode.leftChild);}if (printNode.rightChild != null){queue.Enqueue(printNode.rightChild);}}
}
3单元测试
准备工作
为了方便地进行单元测试代码编写,这里封装了几个公用方法:
static void TestPortal(string testName, BinaryTreeNode root)
{if (!string.IsNullOrEmpty(testName)){Console.WriteLine("{0} begins:", testName);}Console.WriteLine("The nodes from top to bottom, from left to right are:");PrintFromTopToBottom(root);Console.WriteLine("\n");
}static void SetSubTreeNode(BinaryTreeNode root, BinaryTreeNode lChild, BinaryTreeNode rChild)
{if (root == null){return;}root.leftChild = lChild;root.rightChild = rChild;
}static void ClearUpTreeNode(BinaryTreeNode root)
{if(root != null){BinaryTreeNode left = root.leftChild;BinaryTreeNode right = root.rightChild;root = null;ClearUpTreeNode(left);ClearUpTreeNode(right);}
}
单元测试用例:
// 10
// / \
// 6 14
// /\ /\
// 4 8 12 16
static void Test1()
{BinaryTreeNode node10 = new BinaryTreeNode(10);BinaryTreeNode node6 = new BinaryTreeNode(6);BinaryTreeNode node14 = new BinaryTreeNode(14);BinaryTreeNode node4 = new BinaryTreeNode(4);BinaryTreeNode node8 = new BinaryTreeNode(8);BinaryTreeNode node12 = new BinaryTreeNode(12);BinaryTreeNode node16 = new BinaryTreeNode(16);SetSubTreeNode(node10, node6, node14);SetSubTreeNode(node6, node4, node8);SetSubTreeNode(node14, node12, node16);TestPortal("Test1", node10);ClearUpTreeNode(node10);
}// 5
// /
// 4
// /
// 3
// /
// 2
// /
// 1
static void Test2()
{BinaryTreeNode node5 = new BinaryTreeNode(5);BinaryTreeNode node4 = new BinaryTreeNode(4);BinaryTreeNode node3 = new BinaryTreeNode(3);BinaryTreeNode node2 = new BinaryTreeNode(2);BinaryTreeNode node1 = new BinaryTreeNode(1);node5.leftChild = node4;node4.leftChild = node3;node3.leftChild = node2;node2.leftChild = node1;TestPortal("Test2", node5);ClearUpTreeNode(node5);
}// 1
// \
// 2
// \
// 3
// \
// 4
// \
// 5
static void Test3()
{BinaryTreeNode node5 = new BinaryTreeNode(5);BinaryTreeNode node4 = new BinaryTreeNode(4);BinaryTreeNode node3 = new BinaryTreeNode(3);BinaryTreeNode node2 = new BinaryTreeNode(2);BinaryTreeNode node1 = new BinaryTreeNode(1);node1.rightChild = node2;node2.rightChild = node3;node3.rightChild = node4;node4.rightChild = node5;TestPortal("Test3", node1);ClearUpTreeNode(node5);
}// 树中只有1个结点
static void Test4()
{BinaryTreeNode node1 = new BinaryTreeNode(1);TestPortal("Test4", node1);ClearUpTreeNode(node1);
}// 树中木有结点
static void Test5()
{TestPortal("Test5", null);
}
测试结果:
测试的结果情况如下图:
Ref参考资料
何海涛,《剑指Offer》
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