【二叉树】如何构建一个包含大量随机数节点的二叉树测试用例

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前言

今天笔者在测试有关二叉树的测试用例时，发现一点一点给节点添加孩子操作十分繁琐，于是写了一个自动生成二叉树测试用例函数，供大家参考。

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一、案例准备

准备了一个二叉树节点类Node如下图所示

二、自动生成随机二叉树工具类（TreegenerateUtils）

  如下面代码所示，定义了一个TreegenerateUtil工具类，其中包含有静态方法generate自动生成随机二叉树，其中该方法有两个重载实现，该方法返回一个随机二叉树实例的根节点，其中两个重载方法都需要四个参数，其中前三个参数相同为currentDepth（树的深度），MaxDepth(树的最大深度），MaxValue(树的每个节点可以达到的最大值)，最后一个参数第一个重载方法为Random类实例，目的是使得每次生成的随机树不同，而第二个重载方法的参数为Int数字,跟第一个重载方法也是同样的目的

package net.mooctest;

import java.util.Random;

/**
 * @ClassName TreeUtils
 * @Description
 * @Author chougou
 * @Date 2023年11月10日 21:19
 * @Version 1.0
 */
public class TreegenerateUtils {
    public static Node generate(int currentDepth, int MaxDepth, int MaxValue, Random random1) {       //currentDepth为当前深度,MaxDepth为树的最大深度,MaxValue为节点可以达到的最大数,均可自行调节,random为随机数种子
        //因为每次递归深度不同，因此currentDepth+random可作为随机数种子

        if (currentDepth >= MaxDepth) {                     //当递归树的深度超过MaxDepth时候,递归结束

            return new Node(random1.nextInt(MaxValue));
        } else {

            Node node = new Node(random1.nextInt(MaxValue));
            //随机添加左孩子或者右孩子或者左右孩子或者无孩子
            //1，只添加左孩子
            int temp = random1.nextInt(100);
            if (temp % 3 == 0) {
                Node nodeleft = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random1);
                node.left = nodeleft;
            }
            //2.只添加右孩子
            if (temp % 3 == 1) {
                Node noderight = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random1);
                node.right = noderight;
            }
            //3.左右孩子均添加
            if (temp % 3 == 2) {

                Node noderight = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random1);
                Node nodeleft = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random1);
                node.left = nodeleft;
                node.right = noderight;

            }
            //4.最后一种即什么也不添加
            return node;

        }


    }

    public static Node generate(int currentDepth, int MaxDepth, int MaxValue, int random) {       //currentDepth为当前深度,MaxDepth为树的最大深度,MaxValue为节点可以达到的最大数,均可自行调节,random为随机数种子
        Random random1 = new Random(currentDepth + random);        //因为每次递归深度不同，因此currentDepth+random可作为随机数种子

        if (currentDepth >= MaxDepth) {                     //当递归树的深度超过MaxDepth时候,递归结束

            return new Node(random1.nextInt(MaxValue));
        } else {

            Node node = new Node(random1.nextInt(MaxValue));
            //随机添加左孩子或者右孩子或者左右孩子或者无孩子
            //1，只添加左孩子
            int temp = random1.nextInt(100);
            if (temp % 3 == 0) {
                Node nodeleft = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random);
                node.left = nodeleft;
            }
            //2.只添加右孩子
            if (temp % 3 == 1) {
                Node noderight = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random);
                node.right = noderight;
            }
            //3.左右孩子均添加
            if (temp % 3 == 2) {

                Node noderight = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random);
                Node nodeleft = generate(currentDepth + 1, MaxDepth, MaxValue, random);
                node.left = nodeleft;
                node.right = noderight;

            }
            //4.最后一种即什么也不添加
            return node;

        }


    }
}

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三、如何调用随机二叉树工具类（TreegenerateUtils）？

  如下面程序示例，通过调用TreegenerateUtils的静态函数generate生成4个根节点，其中每个根节点均不相同

 @Test
    public void testTreegenerateUtils(){

        //下面生成四个最大深度为10,节点可达到最大值为100的四个随机二叉树实例
        Random random1=new Random();
       Node root1=TreegenerateUtils.generate(1,10,100,random1.nextInt());
       Node root2=TreegenerateUtils.generate(1,10,100,random1.nextInt());
       Node root3=TreegenerateUtils.generate(1,10,100,random1);
       Node root4=TreegenerateUtils.generate(1,10,100,random1);
    }

运行结果展示：（每个根节点均不相同）