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2023-07-24 03:03:29 +08:00
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@@ -18,8 +18,6 @@ comments: true
<p align="center"> Fig. 二叉树的层序遍历 </p>
### 算法实现
广度优先遍历通常借助「队列」来实现。队列遵循“先进先出”的规则,而广度优先遍历则遵循“逐层推进”的规则,两者背后的思想是一致的。
=== "Java"
@@ -300,8 +298,6 @@ comments: true
}
```
### 复杂度分析
**时间复杂度**:所有节点被访问一次,使用 $O(n)$ 时间,其中 $n$ 为节点数量。
**空间复杂度**:在最差情况下,即满二叉树时,遍历到最底层之前,队列中最多同时存在 $\frac{n + 1}{2}$ 个节点,占用 $O(n)$ 空间。
@@ -310,23 +306,13 @@ comments: true
相应地,前序、中序和后序遍历都属于「深度优先遍历 Depth-First Traversal」,它体现了一种“先走到尽头,再回溯继续”的遍历方式。
如下图所示,左侧是深度优先遍历的示意图,右上方是对应的递归实现代码。深度优先遍历就像是绕着整个二叉树的外围“走”一圈,在这个过程中,在每个节点都会遇到三个位置,分别对应前序遍历、中序遍历和后序遍历。
如下图所示,左侧是深度优先遍历的示意图,右上方是对应的递归代码。深度优先遍历就像是绕着整个二叉树的外围“走”一圈,在这个过程中,在每个节点都会遇到三个位置,分别对应前序遍历、中序遍历和后序遍历。
![二叉搜索树的前、中、后序遍历](binary_tree_traversal.assets/binary_tree_dfs.png)
<p align="center"> Fig. 二叉搜索树的前、中、后序遍历 </p>
<div class="center-table" markdown>
| 位置 | 含义 | 此处访问节点时对应 |
| ---------- | ------------------------------------ | ----------------------------- |
| 橙色圆圈处 | 刚进入此节点,即将访问该节点的左子树 | 前序遍历 Pre-Order Traversal |
| 蓝色圆圈处 | 已访问完左子树,即将访问右子树 | 中序遍历 In-Order Traversal |
| 紫色圆圈处 | 已访问完左子树和右子树,即将返回 | 后序遍历 Post-Order Traversal |
</div>
### 算法实现
以下给出了实现代码,请配合上图理解深度优先遍历的递归过程。
=== "Java"
@@ -696,11 +682,18 @@ comments: true
}
```
**时间复杂度**:所有节点被访问一次,使用 $O(n)$ 时间,其中 $n$ 为节点数量。
**空间复杂度**:在最差情况下,即树退化为链表时,递归深度达到 $n$ ,系统占用 $O(n)$ 栈帧空间。
!!! note
我们也可以仅基于循环实现前、中、后序遍历,有兴趣的同学可以自行实现
我们也可以不使用递归,仅基于迭代实现前、中、后序遍历,有兴趣的同学可以自行研究
递归过程可分为“递”和“归”两个相反的部分。“递”表示开启新方法,程序在此过程中访问下一个节点;“归”表示函数返回,代表该节点已经访问完毕。如下图所示,为前序遍历二叉树的递归过程。
下图展示了前序遍历二叉树的递归过程,其可分为“递”和“归”两个逆向的部分
1. “递”表示开启新方法,程序在此过程中访问下一个节点。
2. “归”表示函数返回,代表当前节点已经访问完毕。
=== "<1>"
![前序遍历的递归过程](binary_tree_traversal.assets/preorder_step1.png)
@@ -734,9 +727,3 @@ comments: true
=== "<11>"
![preorder_step11](binary_tree_traversal.assets/preorder_step11.png)
### 复杂度分析
**时间复杂度**:所有节点被访问一次,使用 $O(n)$ 时间,其中 $n$ 为节点数量。
**空间复杂度**:在最差情况下,即树退化为链表时,递归深度达到 $n$ ,系统占用 $O(n)$ 栈帧空间。