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
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。
其他回答
改编自Vasya Novikov的答案，使其更二进制，并使用StringBuilder提高效率(在Java中将String对象连接在一起通常效率很低)。
public StringBuilder toString(StringBuilder prefix, boolean isTail, StringBuilder sb) {
if(right!=null) {
right.toString(new StringBuilder().append(prefix).append(isTail ? "│ " : " "), false, sb);
}
sb.append(prefix).append(isTail ? "└── " : "┌── ").append(value.toString()).append("\n");
if(left!=null) {
left.toString(new StringBuilder().append(prefix).append(isTail ? " " : "│ "), true, sb);
}
return sb;
}
@Override
public String toString() {
return this.toString(new StringBuilder(), true, new StringBuilder()).toString();
}
输出:
│ ┌── 7
│ ┌── 6
│ │ └── 5
└── 4
│ ┌── 3
└── 2
└── 1
└── 0
我需要在我的一个项目中打印一个二叉树，为此我准备了一个java类TreePrinter，其中一个示例输出是:
[+]
/ \
/ \
/ \
/ \
/ \
[*] \
/ \ [-]
[speed] [2] / \
[45] [12]
下面是TreePrinter类和TextNode类的代码。为了打印任何树，你可以用TextNode类创建一个等效的树。
import java.util.ArrayList;
public class TreePrinter {
public TreePrinter(){
}
public static String TreeString(TextNode root){
ArrayList layers = new ArrayList();
ArrayList bottom = new ArrayList();
FillBottom(bottom, root); DrawEdges(root);
int height = GetHeight(root);
for(int i = 0; i s.length()) min = s.length();
if(!n.isEdge) s += "[";
s += n.text;
if(!n.isEdge) s += "]";
layers.set(n.depth, s);
}
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for(int i = 0; i temp = new ArrayList();
for(int i = 0; i 0) temp.get(i-1).left = x;
temp.add(x);
}
temp.get(count-1).left = n.left;
n.left.depth = temp.get(count-1).depth+1;
n.left = temp.get(0);
DrawEdges(temp.get(count-1).left);
}
if(n.right != null){
int count = n.right.x - (n.x + n.text.length() + 2);
ArrayList temp = new ArrayList();
for(int i = 0; i 0) temp.get(i-1).right = x;
temp.add(x);
}
temp.get(count-1).right = n.right;
n.right.depth = temp.get(count-1).depth+1;
n.right = temp.get(0);
DrawEdges(temp.get(count-1).right);
}
}
private static void FillBottom(ArrayList bottom, TextNode n){
if(n == null) return;
FillBottom(bottom, n.left);
if(!bottom.isEmpty()){
int i = bottom.size()-1;
while(bottom.get(i).isEdge) i--;
TextNode last = bottom.get(i);
if(!n.isEdge) n.x = last.x + last.text.length() + 3;
}
bottom.add(n);
FillBottom(bottom, n.right);
}
private static boolean isLeaf(TextNode n){
return (n.left == null && n.right == null);
}
private static int GetHeight(TextNode n){
if(n == null) return 0;
int l = GetHeight(n.left);
int r = GetHeight(n.right);
return Math.max(l, r) + 1;
}
}
class TextNode {
public String text;
public TextNode parent, left, right;
public boolean isEdge;
public int x, depth;
public TextNode(String text){
this.text = text;
parent = null; left = null; right = null;
isEdge = false;
x = 0; depth = 0;
}
}
最后，这里是一个打印给定样本的测试类:
public class Test {
public static void main(String[] args){
TextNode root = new TextNode("+");
root.left = new TextNode("*"); root.left.parent = root;
root.right = new TextNode("-"); root.right.parent = root;
root.left.left = new TextNode("speed"); root.left.left.parent = root.left;
root.left.right = new TextNode("2"); root.left.right.parent = root.left;
root.right.left = new TextNode("45"); root.right.left.parent = root.right;
root.right.right = new TextNode("12"); root.right.right.parent = root.right;
System.out.println(TreePrinter.TreeString(root));
}
}
试试这个:
public static void print(int[] minHeap, int minWidth) {
int size = minHeap.length;
int level = log2(size);
int maxLength = (int) Math.pow(2, level) * minWidth;
int currentLevel = -1 ;
int width = maxLength;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (log2(i + 1) > currentLevel) {
currentLevel++;
System.out.println();
width = maxLength / (int) Math.pow(2, currentLevel);
}
System.out.print(StringUtils.center(String.valueOf(minHeap[i]), width));
}
System.out.println();
}
private static int log2(int n) {
return (int) (Math.log(n) / Math.log(2));
}
这段代码片段的思想是用maxLength(即底线的长度)除以每一行的元素数量来得到块宽度。然后把元素放在每个块的中间。
参数minWidth表示底部行中块的长度。
用一张图片来说明想法并展示结果。
你的树每一层需要两倍的距离:
a
/ \
/ \
/ \
/ \
b c
/ \ / \
/ \ / \
d e f g
/ \ / \ / \ / \
h i j k l m n o
你可以将你的树保存在一个数组的数组中，每个数组对应一个深度:
[[a],[b,c],[d,e,f,g],[h,i,j,k,l,m,n,o]]
如果你的树没有满，你需要在数组中包含空值:
a
/ \
/ \
/ \
/ \
b c
/ \ / \
/ \ / \
d e f g
/ \ \ / \ \
h i k l m o
[[a],[b,c],[d,e,f,g],[h,i, ,k,l,m, ,o]]
然后你可以遍历数组来打印你的树，根据深度打印第一个元素之前和元素之间的空格，根据下一层数组中对应的元素是否被填充打印行。 如果您的值可以超过一个字符长，您需要在创建数组表示时找到最长的值，并相应地乘以所有宽度和行数。
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
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