import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack; /**
*
* @author kerryfish
* JAVA实现二叉树的先序、中序、后序、层序遍历
* 递归和非递归版本
*
*/ class Node{
public int value;
public Node left;
public Node right;
public Node(int v){
this.value=v;
this.left=null;
this.right=null;
} }
class BinaryTreeTraversal {
/**
* @param root 树根节点
* 递归先序遍历
*/
public static void preOrderRec(Node root){
if(root!=null){
System.out.println(root.value);
preOrderRec(root.left);
preOrderRec(root.right);
}
}
/**
* @param root 树根节点
* 递归中序遍历
*/
public static void inOrderRec(Node root){
if(root!=null){
preOrderRec(root.left);
System.out.println(root.value);
preOrderRec(root.right);
}
}
/**
* @param root 树根节点
* 递归后序遍历
*/
public static void postOrderRec(Node root){
if(root!=null){
preOrderRec(root.left);
preOrderRec(root.right);
System.out.println(root.value);
}
}
/**
*
* @param root 树根节点
* 利用栈实现循环先序遍历二叉树
* 这种实现类似于图的深度优先遍历（DFS）
* 维护一个栈，将根节点入栈，然后只要栈不为空，出栈并访问，接着依次将访问节点的右节点、左节点入栈。
* 这种方式应该是对先序遍历的一种特殊实现（看上去简单明了），但是不具备很好的扩展性，在中序和后序方式中不适用
*/
public static void preOrderStack_1(Node root){
if(root==null)return;
Stack<Node> s=new Stack<Node>();
s.push(root);
while(!s.isEmpty()){
Node temp=s.pop();
System.out.println(temp.value);
if(temp.right!=null) s.push(temp.right);
if(temp.left!=null) s.push(temp.left);
}
}
/**
*
* @param root 树的根节点
* 利用栈模拟递归过程实现循环先序遍历二叉树
* 这种方式具备扩展性，它模拟递归的过程，将左子树点不断的压入栈，直到null，然后处理栈顶节点的右子树
*/
public static void preOrderStack_2(Node root){
if(root==null)return;
Stack<Node> s=new Stack<Node>();
while(root!=null||!s.isEmpty()){
while(root!=null){
System.out.println(root.value);
s.push(root);//先访问再入栈
root=root.left;
}
root=s.pop();
root=root.right;//如果是null，出栈并处理右子树
}
}
/**
*
* @param root 树根节点
* 利用栈模拟递归过程实现循环中序遍历二叉树
* 思想和上面的preOrderStack_2相同，只是访问的时间是在左子树都处理完直到null的时候出栈并访问。
*/
public static void inOrderStack(Node root){
if(root==null)return;
Stack<Node> s=new Stack<Node>();
while(root!=null||!s.isEmpty()){
while(root!=null){
s.push(root);//先访问再入栈
root=root.left;
}
root=s.pop();
System.out.println(root.value);
root=root.right;//如果是null，出栈并处理右子树
}
}
/**
*
* @param root 树根节点
* 后序遍历不同于先序和中序，它是要先处理完左右子树，然后再处理根(回溯)，所以需要一个记录哪些节点已经被访问的结构(可以在树结构里面加一个标记)，这里可以用map实现
*/
public static void postOrderStack(Node root){
if(root==null)return;
Stack<Node> s=new Stack<Node>();
Map<Node,Boolean> map=new HashMap<Node,Boolean>();
s.push(root);
while(!s.isEmpty()){
Node temp=s.peek();
if(temp.left!=null&&!map.containsKey(temp.left)){
temp=temp.left;
while(temp!=null){
if(map.containsKey(temp))break;
else s.push(temp);
temp=temp.left;
}
continue;
}
if(temp.right!=null&&!map.containsKey(temp.right)){
s.push(temp.right);
continue;
}
Node t=s.pop();
map.put(t,true);
System.out.println(t.value);
}
}
/**
*
* @param root 树根节点
* 层序遍历二叉树，用队列实现，先将根节点入队列，只要队列不为空，然后出队列，并访问，接着讲访问节点的左右子树依次入队列
*/
public static void levelTravel(Node root){
if(root==null)return;
Queue<Node> q=new LinkedList<Node>();
q.add(root);
while(!q.isEmpty()){
Node temp = q.poll();
System.out.println(temp.value);
if(temp.left!=null)q.add(temp.left);
if(temp.right!=null)q.add(temp.right);
}
}
}