2012-09-15 66 views
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我想出了這段代碼,但它需要一個全局變量Rank。有什麼辦法可以解決這個問題,而不必擁有一個全局變量?返回二叉樹的序列遍歷的第n項

int Rank = 0; 
public int inOrderTraversal(TreeNode node, int n){ 
    if(node==null) 
     return 0; 
    int x=inOrderTraversal(node.left,n); 
    if(x!=0)return x; 
    Rank++; 
    if(n==Rank) return node.data; 
    int y=inOrderTraversal(node.right,n); 
    int c= x==0 ? y:x; 
    return c; 
} 

我只是想返回二進制樹的有序遍歷中的第n項。

回答

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您可以通過一個TraversalState對象向下遞歸調用鏈,並保存你在一個變量有訪問節點的數量:

class TraversalState { 
    public int rank = 0; 
} 
... 
public int inOrderTraversal(TreeNode node, int n, TraversalState ts){ 
    if(node==null) 
     return 0; 
    int x=inOrderTraversal(node.left,n, ts); 
    ts.rank++; 
    if(n==ts.rank) return node.data; 
    int y=inOrderTraversal(node.right,n, ts); 
    int c= x==0 ? y:x; 
    return c; 
} 

現在你的實現是線程安全的,因爲它不使用「全局」對象。調用它,如下所示:

int r = inOrderTraversal(myNode, targetN, new TraversalState()); 
+0

這沒有意義。你爲什麼要初始化x兩次,y在'int c = x == 0的位置? Y:X;'?這是關於設計的一個很好的問題。 –

+1

@ArjunPatel在Keeto編輯之前,我從OP複製粘貼代碼(請參閱編輯歷史記錄)。第二個'int x'應該是'int y'。這現在已經修復。 – dasblinkenlight

0
public int inOrderTraversal(TreeNode node, AtomicInteger n){ 
    if(node == null) return 0; 
    if(n == 0) return node.data; 
    int leftVal = inOrderTraversal(node.left, n.decrementAndGet()); 
    if(n == 0) return node.data; 
    int rightVal = inOrderTraversal(node.right,n.decrementAndGet()); 
    return leftVal == 0 ? rightVal : leftVal; 
} 

或者用MutuableIntApache commons lang而不是AtomicInteger

+0

我不認爲這會正常工作,你在每個函數調用中遞減n。例如,假設樹有10個節點,每個節點都在其父節點的左側。在達到有序遍歷中的第一個節點之前,n將遞減10次。 – Keeto

+0

正確的,它可以被修改爲僅查看是否左/右爲空並且不遞減n(if(node.right == null)rightVal = 0) –

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遞歸方法很容易理解,但是如果你的樹形狀違背了期望值,那麼你在這裏最大的棧深度是可以控制的,這可能會限制堆棧內存被一個明確分配的棧結構所消耗。因此,最好花時間建立一個迭代步行者。

首先,定義結構樹節點本身:

public final class TreeNode { 
    public final int data; 
    public final TreeNode left, right; 


    public TreeNode(int data, TreeNode left, TreeNode right) { 
    this.data = data; 
    this.left = left; 
    this.right = right; 
    } 


    public TreeNode(int data) { 
    this(data, null, null); 
    } 
} 

我們會想辦法對事件作出反應期間通過樹的深度,第一次散步信號。從這些方法返回真實意味着訪客希望繼續行走;返回虛假請求,儘快停止步行。

public abstract class Visitor { 
    public boolean visitPre(TreeNode node) { 
    return true; 
    } 


    public boolean visitMid(TreeNode node) { 
    return true; 
    } 


    public boolean visitPost(TreeNode node) { 
    return true; 
    } 
} 

現在,定義迭代有序遊走算法:

final class InOrder { 
    private InOrder() {} 


    private static final class Breadcrumb { 
    public final TreeNode node; 
    public final boolean rightIsNext; // Not a great name. 


    public Breadcrumb(TreeNode node, boolean rightIsNext) { 
     this.node = node; 
     this.rightIsNext = rightIsNext; 
    } 


    public static Breadcrumb goingLeft(TreeNode departingPoint) { 
     return new Breadcrumb(departingPoint, true); 
    } 



    public static Breadcrumb goingRight(TreeNode departingPoint) { 
     return new Breadcrumb(departingPoint, false); 
    } 
    } 


    public static <T extends Visitor> T walk(TreeNode root, T visitor) { 
    if (null == root || 
     null == visitor) 
     throw new NullPointerException(); 
    final Deque<Breadcrumb> stack = new ArrayDeque<Breadcrumb>(); 
    if (!visitor.visitPre(root)) 
     return visitor; 
    for (;;) { 
     for (TreeNode left = root.left; 
      null != left; 
      root = left, left = root.left) { 
     if (!visitor.visitPre(left)) 
      return visitor; 
     stack.push(Breadcrumb.goingLeft(root)); 
     } 
     if (!visitor.visitMid(root)) 
     return visitor; 
     final TreeNode right = root.right; 
     if (null != right) { 
     if (!visitor.visitPre(right)) 
      return visitor; 
     stack.push(Breadcrumb.goingRight(root)); 
     root = right; 
     } else { 
     if (!visitor.visitPost(root)) 
      return visitor; 
     // Go back up the tree until we find a node with an unexplored right child. 
     for (;;) { 
      if (stack.isEmpty()) 
      return visitor; 
      final Breadcrumb breadcrumb = stack.pop(); 
      if (breadcrumb.rightIsNext) { 
      if (!visitor.visitMid(breadcrumb.node)) { 
       return visitor; 
      } 
      if (null != breadcrumb.node.right) { 
       if (!visitor.visitPre(breadcrumb.node.right)) 
       return visitor; 
       stack.push(Breadcrumb.goingRight(breadcrumb.node)); 
       root = breadcrumb.node.right; 
       break; 
      } 
      } 
      if (!visitor.visitPost(breadcrumb.node)) 
      return visitor; 
     } 
     } 
    } 
    } 
} 

行使樣本樹walk()功能:

 (1) 
     | 
    +-+-+ 
    | | 
    (2) (5) 
    | 
    +-+-+ 
    | | 
(3) - 
    | 
+-+-+ 
| | 
- (4) 

也就是說,有五個節點,其中,數據4和5都是正確的孩子。

final TreeNode root = new TreeNode(1, 
            new TreeNode(2, 
               new TreeNode(3, 
                  null, 
                  new TreeNode(4)), 
               null), 
            new TreeNode(5)); 
walk(root, 
    new Visitor() { 
     private final PrintStream ps = System.out; 


     @Override 
     public boolean visitPre(TreeNode node) { 
     trace(node, "Pre"); 
     return true; 
     } 


     @Override 
     public boolean visitMid(TreeNode node) { 
     trace(node, "Mid"); 
     return true; 
     } 


     @Override 
     public boolean visitPost(TreeNode node) { 
     trace(node, "Post"); 
     return true; 
     } 


     private TreeNode trace(TreeNode node, String phase) { 
     ps.print(phase); 
     ps.print('('); 
     ps.print(node.data); 
     ps.println(')'); 
     return node; 
     } 
    }); 

此打印如下:

Pre(1) 
Pre(2) 
Pre(3) 
Mid(3) 
Pre(4) 
Mid(4) 
Post(4) 
Post(3) 
Mid(2) 
Post(2) 
Mid(1) 
Pre(5) 
Mid(5) 
Post(5) 
Post(1) 

現在,你問找到期間有序行走中遇到的第n個節點的便捷方式。我們將編寫一個名爲findNthInOrder()功能,其中參數n指定爲零,因爲它的左子樹已經探索中遇到的第一個節點,一個指定的第二個,依此類推:

private static TreeNode findNthInOrder(TreeNode root, final int n) { 
    if (n < 0) 
    throw new IllegalArgumentException(); 
    return walk(root, 
       new Visitor() { 
       public TreeNode found = null; 
       private int remaining = n + 1; 

       @Override 
       public boolean visitMid(TreeNode node) { 
        if (0 == --remaining) { 
        found = node; 
        return false; 
        } 
        return true; 
       } 
       }).found; 
} 

調用我們的樣本此功能樹產生預期的結果:

final TreeNode nth = findNthInOrder(root, 3); 
System.out.println(null != nth ? nth.data : "(none)"); 

此打印「1」到控制檯,其在樣品樹前跟蹤步行匹配:第四(即,基於零的上述索引3,每一個參數)發出的「Mid」跡線是用於承載data值爲1的根節點。總而言之,考慮進行足夠的構建,以便將遊戲中的概念形式化,以便您可以在堅實的基礎上更自信地編寫這些特定的查詢。