深度优先遍历和广度优先遍历算法的区别
深度优先和广度优先算法
1.区别
1） 二叉树的深度优先遍历的非递归的通用做法是采用栈，广度优先遍历的非递归的通用做法是采用队列。
2） 深度优先遍历：对每一个可能的分支路径深入到不能再深入为止，而且每个结点只能访问一次。要特别注意的是，二叉树的深度优先遍历比较特殊，可以细分为先序遍历、中序遍历、后序遍历。具体说明如下：
- 先序遍历：对任一子树，先访问根，然后遍历其左子树，最后遍历其右子树。
- 中序遍历：对任一子树，先遍历其左子树，然后访问根，最后遍历其右子树。
- 后序遍历：对任一子树，先遍历其左子树，然后遍历其右子树，最后访问根。
广度优先遍历：又叫层次遍历，从上往下对每一层依次访问，在每一层中，从左往右（也可以从右往左）访问结点，访问完一层就进入下一层，直到没有结点可以访问为止。
3）深度优先搜素算法：不全部保留结点，占用空间少；有回溯操作(即有入栈、出栈操作)，运行速度慢。
广度优先搜索算法：保留全部结点，占用空间大； 无回溯操作(即无入栈、出栈操作)，运行速度快。
通常 深度优先搜索法不全部保留结点，扩展完的结点从数据库中弹出删去，这样，一般在数据库中存储的结点数就是深度值，因此它占用空间较少。
所以，当搜索树的结点较多，用其它方法易产生内存溢出时，深度优先搜索不失为一种有效的求解方法。
广度优先搜索算法，一般需存储产生的所有结点，占用的存储空间要比深度优先搜索大得多，因此，程序设计中，必须考虑溢出和节省内存空间的问题。
但广度优先搜索法一般无回溯操作，即入栈和出栈的操作，所以运行速度比深度优先搜索要快些
2.二叉树的遍历
代码实现1
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228package BinaryTreeTraverseTest;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
/**
* 二叉树的深度优先遍历和广度优先遍历
* @author Fantasy
* @version 1.0 2016/10/05 - 2016/10/07
*/
public class BinaryTreeTraverseTest {
public static void main(String[] args) {
BinarySortTree<Integer> tree = new BinarySortTree<Integer>();
tree.insertNode(35);
tree.insertNode(20);
tree.insertNode(15);
tree.insertNode(16);
tree.insertNode(29);
tree.insertNode(28);
tree.insertNode(30);
tree.insertNode(40);
tree.insertNode(50);
tree.insertNode(45);
tree.insertNode(55);
System.out.print("先序遍历（递归）：");
tree.preOrderTraverse(tree.getRoot());
System.out.println();
System.out.print("中序遍历（递归）：");
tree.inOrderTraverse(tree.getRoot());
System.out.println();
System.out.print("后序遍历（递归）：");
tree.postOrderTraverse(tree.getRoot());
System.out.println();
System.out.print("先序遍历（非递归）：");
tree.preOrderTraverseNoRecursion(tree.getRoot());
System.out.println();
System.out.print("中序遍历（非递归）：");
tree.inOrderTraverseNoRecursion(tree.getRoot());
System.out.println();
System.out.print("后序遍历（非递归）：");
tree.postOrderTraverseNoRecursion(tree.getRoot());
System.out.println();
System.out.print("广度优先遍历：");
tree.breadthFirstTraverse(tree.getRoot());
}
}
/**
* 结点
*/
class Node<E extends Comparable<E>> {
E value;
Node<E> left;
Node<E> right;
Node(E value) {
this.value = value;
left = null;
right = null;
}
}
/**
* 使用一个先序序列构建一棵二叉排序树（又称二叉查找树）
*/
class BinarySortTree<E extends Comparable<E>> {
private Node<E> root;
BinarySortTree() {
root = null;
}
public void insertNode(E value) {
if (root == null) {
root = new Node<E>(value);
return;
}
Node<E> currentNode = root;
while (true) {
if (value.compareTo(currentNode.value) > 0) {
if (currentNode.right == null) {
currentNode.right = new Node<E>(value);
break;
}
currentNode = currentNode.right;
} else {
if (currentNode.left == null) {
currentNode.left = new Node<E>(value);
break;
}
currentNode = currentNode.left;
}
}
}
public Node<E> getRoot(){
return root;
}
/**
* 先序遍历二叉树（递归）
* @param node
*/
public void preOrderTraverse(Node<E> node) {
System.out.print(node.value + " ");
if (node.left != null)
preOrderTraverse(node.left);
if (node.right != null)
preOrderTraverse(node.right);
}
/**
* 中序遍历二叉树（递归）
* @param node
*/
public void inOrderTraverse(Node<E> node) {
if (node.left != null)
inOrderTraverse(node.left);
System.out.print(node.value + " ");
if (node.right != null)
inOrderTraverse(node.right);
}
/**
* 后序遍历二叉树（递归）
* @param node
*/
public void postOrderTraverse(Node<E> node) {
if (node.left != null)
postOrderTraverse(node.left);
if (node.right != null)
postOrderTraverse(node.right);
System.out.print(node.value + " ");
}
/**
* 先序遍历二叉树（非递归）
* @param root
*/
public void preOrderTraverseNoRecursion(Node<E> root) {
LinkedList<Node<E>> stack = new LinkedList<Node<E>>();
Node<E> currentNode = null;
stack.push(root);
while (!stack.isEmpty()) {
currentNode = stack.pop();
System.out.print(currentNode.value + " ");
if (currentNode.right != null)
stack.push(currentNode.right);
if (currentNode.left != null)
stack.push(currentNode.left);
}
}
/**
* 中序遍历二叉树（非递归）
* @param root
*/
public void inOrderTraverseNoRecursion(Node<E> root) {
LinkedList<Node<E>> stack = new LinkedList<Node<E>>();
Node<E> currentNode = root;
while (currentNode != null || !stack.isEmpty()) {
// 一直循环到二叉排序树最左端的叶子结点（currentNode是null）
while (currentNode != null) {
stack.push(currentNode);
currentNode = currentNode.left;
}
currentNode = stack.pop();
System.out.print(currentNode.value + " ");
currentNode = currentNode.right;
}
}
/**
* 后序遍历二叉树（非递归）
* @param root
*/
public void postOrderTraverseNoRecursion(Node<E> root) {
LinkedList<Node<E>> stack = new LinkedList<Node<E>>();
Node<E> currentNode = root;
Node<E> rightNode = null;
while (currentNode != null || !stack.isEmpty()) {
// 一直循环到二叉排序树最左端的叶子结点（currentNode是null）
while (currentNode != null) {
stack.push(currentNode);
currentNode = currentNode.left;
}
currentNode = stack.pop();
// 当前结点没有右结点或上一个结点（已经输出的结点）是当前结点的右结点，则输出当前结点
while (currentNode.right == null || currentNode.right == rightNode) {
System.out.print(currentNode.value + " ");
rightNode = currentNode;
if (stack.isEmpty()) {
return; //root以输出，则遍历结束
}
currentNode = stack.pop();
}
stack.push(currentNode); //还有右结点没有遍历
currentNode = currentNode.right;
}
}
/**
* 广度优先遍历二叉树，又称层次遍历二叉树
* @param node
*/
public void breadthFirstTraverse(Node<E> root) {
Queue<Node<E>> queue = new LinkedList<Node<E>>();
Node<E> currentNode = null;
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
currentNode = queue.poll();
System.out.print(currentNode.value + " ");
if (currentNode.left != null)
queue.offer(currentNode.left);
if (currentNode.right != null)
queue.offer(currentNode.right);
}
}
}