二叉树序列化和反序列化

看了左程云老师的算法课，记录学习过程，整理思路和形成系统认识。

题目：二叉树序列化和反序列化（算法课第五课）

二叉树被记录成文件的过程叫做二叉树的序列化，通过文件内容重建原来的二叉树的过程叫做二叉树的反序列化。

#表示这个节点为空，节点值不存在，_(后面代码用！)表示一个值的结束

image

分析

树结构

    public static class Node {
        public int value;
        public Node left;
        public Node right;

        public Node(int data) {
            this.value = data;
        }
    }

前序遍历序列化

    public static String serialByPre(Node head) {
        if (head == null) {
            return "#!";
        }
        String res = head.value + "!";
        res += serialByPre(head.left);
        res += serialByPre(head.right);
        return res;
    }

前序遍历反序列化

把结果字符串str变成字符串类型的数组，记为values,数组代表一棵二叉树先序遍历的节点顺序。

1. 分割
2. 还原数组
3. 按照先序顺序还原

例如：

str="12!3!#!#!#!",生成的values为‘12’，‘3’，‘#’，‘#’，‘#’，然后用values[0..4]按照先序遍历的顺序建立整棵树。

1，遇到“12”，生成节点值12的节点（head） 然后用values[1..4]建立节点12的左子树

2，遇到‘3’,生成节点值为3的节点，它是节点12的左孩子，然后用values[2..4]建立节点3的左子树

3，遇到‘#’，生成null节点，它是节点3的左孩子，该节点为null，所以这个节点没有后续建立子树过程。回到节点3后，用values[3..4]建立节点3的右子树

4，遇到“#”生成null节点，它是节点3的右孩子，该节点为null，所以这个节点没有后续建立子树过程。回到节点3后，再回到节点1，用values[4]建立节点1的右子树。

5，遇到“#”，生成null节点，它是节点1的右孩子，该节点为null，所以这个节点没有后续建立子树过程。整个过程结束。

总的代码

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class SerializeAndReconstructTree {
    public static class Node {
        public int value;
        public Node left;
        public Node right;

        public Node(int data) {
            this.value = data;
        }
    }

    public static String serialByPre(Node head) {//序列化
        if (head == null) {
            return "#!";
        }
        String res = head.value + "!";
        res += serialByPre(head.left);//左子树递归 消费
        res += serialByPre(head.right);
        return res;
    }

    public static Node reconByPreString(String preStr) {
        String[] values = preStr.split("!");
        Queue queue = new LinkedList();
        for (int i = 0; i != values.length; i++) {
            queue.offer(values[i]);
        }
        return reconPreOrder(queue);
    }

    public static Node reconPreOrder(Queue queue) {
        String value = queue.poll();
        if (value.equals("#")) {
            return null;
        }
        Node head = new Node(Integer.valueOf(value));
        head.left = reconPreOrder(queue);
        head.right = reconPreOrder(queue);
        return head;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //          10
        //        /    \
        //       20     30
        //      /     /    \ 
        //     40    50    60
        Node head = new Node(10);
        head.left = new Node(20);
        head.left.left = new Node(40);
        head.right = new Node(30);
        head.right.left = new Node(50);
        head.right.right = new Node(60);
        String res = serialByPre(head);
        System.out.println(res);
        System.out.println(head.value==reconByPreString(res).value);
    }
}

输出：

10!20!40!#!#!#!30!50!#!#!60!#!#!
true