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Java函数:如何递归遍历并输出树形结构?

发布时间:2023-05-23 07:16:08

树形结构是计算机科学中常用的一种数据结构,可以用来表示各种形态的数据集合,比如文件系统、组织机构、网站导航等。在Java中,树形结构可以用对象、集合或者数组来表示,而递归则是遍历树形结构的常用方法之一。

递归是一种自我调用的函数,它通过不断调用自身来遍历数据结构中的各个节点。在树形结构中,递归遍历可以从根节点开始,逐层遍历子节点,直到叶子节点为止。在遍历的过程中,可以输出节点的信息,以形成树形结构的效果。下面是一个简单的例子,演示了如何用递归遍历并输出树形结构。

假设有如下的树形结构:

   Root
    |
    +-- Node1
    |    |
    |    +-- Node11
    |    |
    |    +-- Node12
    |    |
    |    +-- Node13
    |    |
    |    +-- Node14
    |
    +-- Node2
    |    |
    |    +-- Node21
    |    |
    |    +-- Node22
    |
    +-- Node3
         |
         +-- Node31
         |
         +-- Node32

我们可以定义一个表示节点的类Node,其中包含节点的名称和子节点的列表。代码如下:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Node {
    private String name;
    private List<Node> children;
    
    public Node(String name) {
        this.name = name;
        children = new ArrayList<Node>();
    }
    
    public void addChild(Node child) {
        children.add(child);
    }
    
    public List<Node> getChildren() {
        return children;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }    
}

然后我们可以构建一个树形结构,如下所示:

Node root = new Node("Root");

Node node1 = new Node("Node1");
Node node11 = new Node("Node11");
Node node12 = new Node("Node12");
Node node13 = new Node("Node13");
Node node14 = new Node("Node14");

node1.addChild(node11);
node1.addChild(node12);
node1.addChild(node13);
node1.addChild(node14);

Node node2 = new Node("Node2");
Node node21 = new Node("Node21");
Node node22 = new Node("Node22");

node2.addChild(node21);
node2.addChild(node22);

Node node3 = new Node("Node3");
Node node31 = new Node("Node31");
Node node32 = new Node("Node32");

node3.addChild(node31);
node3.addChild(node32);

root.addChild(node1);
root.addChild(node2);
root.addChild(node3);

接下来,我们定义一个递归函数printTree,用来遍历树形结构并输出节点的信息。代码如下:

public static void printTree(Node node, String prefix) {
    System.out.println(prefix + node.getName());
    
    List<Node> children = node.getChildren();
    int size = children.size();
    
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        Node child = children.get(i);
        String childPrefix = i == size - 1 ? "└─ " : "├─ ";
        printTree(child, prefix + childPrefix);
    }
}

该函数有两个参数,Node类型的node表示当前节点,String类型的prefix表示节点前面的前缀字符,用来形成树形结构的缩进效果。首先,该函数会输出当前节点的名称,然后遍历当前节点的子节点,对每个子节点递归调用printTree函数,并计算出相应的前缀字符。在计算前缀字符时,如果当前子节点是最后一个,则使用"└─ ",否则使用"├─ "。

接下来,我们在主函数中调用printTree函数,可以看到输出的树形结构效果:

printTree(root, "");

输出结果如下:

Root
├─ Node1
│  ├─ Node11
│  ├─ Node12
│  ├─ Node13
│  └─ Node14
├─ Node2
│  ├─ Node21
│  └─ Node22
└─ Node3
   ├─ Node31
   └─ Node32

以上就是如何用Java递归遍历并输出树形结构的方法。对于更复杂的树形结构,可以通过适当修改节点类和递归函数来实现更灵活的遍历和输出。