我如何在Java中打印一个二叉树，这样输出就像:
4
/ \
2 5
我的节点:
public class Node<A extends Comparable> {
Node<A> left, right;
A data;
public Node(A data){
this.data = data;
}
}
当前回答
在控制台打印:
500
700 300
200 400
简单代码:
public int getHeight()
{
if(rootNode == null) return -1;
return getHeight(rootNode);
}
private int getHeight(Node node)
{
if(node == null) return -1;
return Math.max(getHeight(node.left), getHeight(node.right)) + 1;
}
public void printBinaryTree(Node rootNode)
{
Queue<Node> rootsQueue = new LinkedList<Node>();
Queue<Node> levelQueue = new LinkedList<Node>();
levelQueue.add(rootNode);
int treeHeight = getHeight();
int firstNodeGap;
int internalNodeGap;
int copyinternalNodeGap;
while(true)
{
System.out.println("");
internalNodeGap = (int)(Math.pow(2, treeHeight + 1) -1);
copyinternalNodeGap = internalNodeGap;
firstNodeGap = internalNodeGap/2;
boolean levelFirstNode = true;
while(!levelQueue.isEmpty())
{
internalNodeGap = copyinternalNodeGap;
Node currNode = levelQueue.poll();
if(currNode != null)
{
if(levelFirstNode)
{
while(firstNodeGap > 0)
{
System.out.format("%s", " ");
firstNodeGap--;
}
levelFirstNode =false;
}
else
{
while(internalNodeGap>0)
{
internalNodeGap--;
System.out.format("%s", " ");
}
}
System.out.format("%3d",currNode.data);
rootsQueue.add(currNode);
}
}
--treeHeight;
while(!rootsQueue.isEmpty())
{
Node currNode = rootsQueue.poll();
if(currNode != null)
{
levelQueue.add(currNode.left);
levelQueue.add(currNode.right);
}
}
if(levelQueue.isEmpty()) break;
}
}
其他回答
迈克尔。克鲁兹曼，我不得不说，这人不错。这很有用。
然而，上面的方法只适用于个位数:如果您要使用多个数字，结构将会错位，因为您使用的是空格而不是制表符。
至于我后来的代码，我需要更多的数字，所以我自己编写了一个程序。
它现在有一些bug，现在我感觉很懒去纠正它们，但它打印得非常漂亮，节点可以接受更大数量的数字。
这棵树不会像问题提到的那样，但它旋转了270度:)
public static void printBinaryTree(TreeNode root, int level){
if(root==null)
return;
printBinaryTree(root.right, level+1);
if(level!=0){
for(int i=0;i<level-1;i++)
System.out.print("|\t");
System.out.println("|-------"+root.val);
}
else
System.out.println(root.val);
printBinaryTree(root.left, level+1);
}
将此函数与您自己指定的TreeNode一起放置，并保持初始级别为0，并享受!
以下是一些输出示例:
| | |-------11
| |-------10
| | |-------9
|-------8
| | |-------7
| |-------6
| | |-------5
4
| |-------3
|-------2
| |-------1
| | | |-------10
| | |-------9
| |-------8
| | |-------7
|-------6
| |-------5
4
| |-------3
|-------2
| |-------1
唯一的问题是延伸的分支;我会尽快解决这个问题，但在此之前你也可以使用它。
我已经创建了简单的二叉树打印机。您可以随心所欲地使用和修改它，但无论如何它都没有优化。我认为这里有很多东西可以改进;)
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
public class BTreePrinterTest {
private static Node<Integer> test1() {
Node<Integer> root = new Node<Integer>(2);
Node<Integer> n11 = new Node<Integer>(7);
Node<Integer> n12 = new Node<Integer>(5);
Node<Integer> n21 = new Node<Integer>(2);
Node<Integer> n22 = new Node<Integer>(6);
Node<Integer> n23 = new Node<Integer>(3);
Node<Integer> n24 = new Node<Integer>(6);
Node<Integer> n31 = new Node<Integer>(5);
Node<Integer> n32 = new Node<Integer>(8);
Node<Integer> n33 = new Node<Integer>(4);
Node<Integer> n34 = new Node<Integer>(5);
Node<Integer> n35 = new Node<Integer>(8);
Node<Integer> n36 = new Node<Integer>(4);
Node<Integer> n37 = new Node<Integer>(5);
Node<Integer> n38 = new Node<Integer>(8);
root.left = n11;
root.right = n12;
n11.left = n21;
n11.right = n22;
n12.left = n23;
n12.right = n24;
n21.left = n31;
n21.right = n32;
n22.left = n33;
n22.right = n34;
n23.left = n35;
n23.right = n36;
n24.left = n37;
n24.right = n38;
return root;
}
private static Node<Integer> test2() {
Node<Integer> root = new Node<Integer>(2);
Node<Integer> n11 = new Node<Integer>(7);
Node<Integer> n12 = new Node<Integer>(5);
Node<Integer> n21 = new Node<Integer>(2);
Node<Integer> n22 = new Node<Integer>(6);
Node<Integer> n23 = new Node<Integer>(9);
Node<Integer> n31 = new Node<Integer>(5);
Node<Integer> n32 = new Node<Integer>(8);
Node<Integer> n33 = new Node<Integer>(4);
root.left = n11;
root.right = n12;
n11.left = n21;
n11.right = n22;
n12.right = n23;
n22.left = n31;
n22.right = n32;
n23.left = n33;
return root;
}
public static void main(String[] args) {
BTreePrinter.printNode(test1());
BTreePrinter.printNode(test2());
}
}
class Node<T extends Comparable<?>> {
Node<T> left, right;
T data;
public Node(T data) {
this.data = data;
}
}
class BTreePrinter {
public static <T extends Comparable<?>> void printNode(Node<T> root) {
int maxLevel = BTreePrinter.maxLevel(root);
printNodeInternal(Collections.singletonList(root), 1, maxLevel);
}
private static <T extends Comparable<?>> void printNodeInternal(List<Node<T>> nodes, int level, int maxLevel) {
if (nodes.isEmpty() || BTreePrinter.isAllElementsNull(nodes))
return;
int floor = maxLevel - level;
int endgeLines = (int) Math.pow(2, (Math.max(floor - 1, 0)));
int firstSpaces = (int) Math.pow(2, (floor)) - 1;
int betweenSpaces = (int) Math.pow(2, (floor + 1)) - 1;
BTreePrinter.printWhitespaces(firstSpaces);
List<Node<T>> newNodes = new ArrayList<Node<T>>();
for (Node<T> node : nodes) {
if (node != null) {
System.out.print(node.data);
newNodes.add(node.left);
newNodes.add(node.right);
} else {
newNodes.add(null);
newNodes.add(null);
System.out.print(" ");
}
BTreePrinter.printWhitespaces(betweenSpaces);
}
System.out.println("");
for (int i = 1; i <= endgeLines; i++) {
for (int j = 0; j < nodes.size(); j++) {
BTreePrinter.printWhitespaces(firstSpaces - i);
if (nodes.get(j) == null) {
BTreePrinter.printWhitespaces(endgeLines + endgeLines + i + 1);
continue;
}
if (nodes.get(j).left != null)
System.out.print("/");
else
BTreePrinter.printWhitespaces(1);
BTreePrinter.printWhitespaces(i + i - 1);
if (nodes.get(j).right != null)
System.out.print("\\");
else
BTreePrinter.printWhitespaces(1);
BTreePrinter.printWhitespaces(endgeLines + endgeLines - i);
}
System.out.println("");
}
printNodeInternal(newNodes, level + 1, maxLevel);
}
private static void printWhitespaces(int count) {
for (int i = 0; i < count; i++)
System.out.print(" ");
}
private static <T extends Comparable<?>> int maxLevel(Node<T> node) {
if (node == null)
return 0;
return Math.max(BTreePrinter.maxLevel(node.left), BTreePrinter.maxLevel(node.right)) + 1;
}
private static <T> boolean isAllElementsNull(List<T> list) {
for (Object object : list) {
if (object != null)
return false;
}
return true;
}
}
输出1:
2
/ \
/ \
/ \
/ \
7 5
/ \ / \
/ \ / \
2 6 3 6
/ \ / \ / \ / \
5 8 4 5 8 4 5 8
输出2:
2
/ \
/ \
/ \
/ \
7 5
/ \ \
/ \ \
2 6 9
/ \ /
5 8 4
与垂直表示相比，水平表示有点复杂。垂直打印只是简单的RNL(右->节点->左或镜像的顺序)遍历，以便先打印右子树，然后打印左子树。
def printFullTree(root, delim=' ', idnt=[], left=None):
if root:
idnt.append(delim)
x, y = setDelims(left)
printFullTree(root.right, x, idnt, False)
indent2(root.val, idnt)
printFullTree(root.left, y, idnt, True)
idnt.pop()
def setDelims(left):
x = ' '; y='|'
return (y,x) if (left == True) else (x,y) if (left == False) else (x,x)
def indent2(x, idnt, width=6):
for delim in idnt:
print(delim + ' '*(width-1), end='')
print('|->', x)
output:
|-> 15
|-> 14
| |-> 13
|-> 12
| | |-> 11
| |-> 10
| |-> 9
|-> 8
| |-> 7
| |-> 6
| | |-> 4
|-> 3
| |-> 2
|-> 1
|-> 0
在水平表示中，显示由TreeMap的HashMap或HashMap<Integer, TreeMap<Integer, Object>> xy构建;其中HashMap包含节点的y轴/level_no作为Key, TreeMap作为value。Treemap内部保存同一级别的所有节点，按它们的x轴值排序，作为键，从最左端开始-ve，根=0，最右端=+ve。
如果使用自平衡树/Treap，则使用HashMap使算法在每个级别的O(1)查找中工作，并在O(logn)中使用TreeMap排序。
不过，在这样做的时候，不要忘记为空子存储占位符，例如' '/空格，这样树看起来就像预期的那样。
现在唯一剩下的就是计算水平节点的距离，这可以用一些数学计算来完成，
计算树的宽度和高度。 一旦完成，在显示节点时，根据计算的宽度，高度和倾斜信息(如果有的话)，以最佳距离呈现它们。
按行打印[大]树。
输出的例子:
z
├── c
│ ├── a
│ └── b
├── d
├── e
│ └── asdf
└── f
代码:
public class TreeNode {
final String name;
final List<TreeNode> children;
public TreeNode(String name, List<TreeNode> children) {
this.name = name;
this.children = children;
}
public String toString() {
StringBuilder buffer = new StringBuilder(50);
print(buffer, "", "");
return buffer.toString();
}
private void print(StringBuilder buffer, String prefix, String childrenPrefix) {
buffer.append(prefix);
buffer.append(name);
buffer.append('\n');
for (Iterator<TreeNode> it = children.iterator(); it.hasNext();) {
TreeNode next = it.next();
if (it.hasNext()) {
next.print(buffer, childrenPrefix + "├── ", childrenPrefix + "│ ");
} else {
next.print(buffer, childrenPrefix + "└── ", childrenPrefix + " ");
}
}
}
}
附注:这个答案并不完全关注“二叉”树——相反，它打印了各种类型的树。解决方案的灵感来自linux中的“树”命令。
根据VasyaNovikov的回答。改进了一些Java魔术:泛型和函数接口。
/**
* Print a tree structure in a pretty ASCII fromat.
* @param prefix Currnet previx. Use "" in initial call!
* @param node The current node. Pass the root node of your tree in initial call.
* @param getChildrenFunc A {@link Function} that returns the children of a given node.
* @param isTail Is node the last of its sibblings. Use true in initial call. (This is needed for pretty printing.)
* @param <T> The type of your nodes. Anything that has a toString can be used.
*/
private <T> void printTreeRec(String prefix, T node, Function<T, List<T>> getChildrenFunc, boolean isTail) {
String nodeName = node.toString();
String nodeConnection = isTail ? "└── " : "├── ";
log.debug(prefix + nodeConnection + nodeName);
List<T> children = getChildrenFunc.apply(node);
for (int i = 0; i < children.size(); i++) {
String newPrefix = prefix + (isTail ? " " : "│ ");
printTreeRec(newPrefix, children.get(i), getChildrenFunc, i == children.size()-1);
}
}
初始调用示例:
Function<ChecksumModel, List<ChecksumModel>> getChildrenFunc = node -> getChildrenOf(node)
printTreeRec("", rootNode, getChildrenFunc, true);
将输出如下内容
└── rootNode
├── childNode1
├── childNode2
│ ├── childNode2.1
│ ├── childNode2.2
│ └── childNode2.3
├── childNode3
└── childNode4
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