二叉树的序列化和反序列化(先序,按层序列化),包含递归图

• 二叉树的序列化与反序列化
  • 按层序列化
  • 使用#!和!的原因:

二叉树的序列化与反序列化

序列化:将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程

二叉树的序列化:就是将二叉树转换成字符串

二叉树的反序列化:通过字符串还原一棵二叉树,返回树的头节点.

先序序列化二叉树

上面这棵树的先序序列化结果为5!3!2!1!#!#!#!4!#!#!8!7!6!#!#!#!10!9!#!#!11!#!#!

从上图中我们可以看出在节点为空的位置使用"#!"来代替,每个节点后的数值都添加一个"!".

这样做的 目的: 为了使我们可以使用序列化后的字符串,通过反序列化还原原来的树.所以要做一些标志(也可以使用其他的特殊的符号),文章末尾会列举出几个反例,帮助大家理解.

/**
         * 先序序列化
         *
         * @param 二叉树的根
         * @return 序列化后的字符串
         */
        public static String serializePer(Node head) {
                StringBuilder res = new StringBuilder();
                perSerialize(head, res);
                return res.toString();
        }

        public static void perSerialize(Node head, StringBuilder res) {
                if (head == null) {
                        res.append("#!");
                        return;
                }
                res.append(head.value + "!");
                perSerialize(head.left, res);
                perSerialize(head.right, res);
        }

先序反序列化二叉树

        /**
         * 反序列化
         *
         * @param res : 序列化后的字符串
         * @return 反序列化后的树的头节点
         * 5!3!2!1!#!#!#!4!#!#!8!7!6!#!#!#!10!9!#!#!11!#!#!
         */
        public static Node receiverPer(String res) {
                String[] str = res.split("!");
                Queue<String> queue = new LinkedList<>();
                for (int i = 0; i < str.length; i++) {
                        queue.offer(str[i]);
                }
                return reconPreOrder(queue);
        }

        public static Node reconPreOrder(Queue<String> 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;
        }

按层序列化

结果: 5!3!8!2!4!7!10!1!#!#!#!6!#!9!11!#!#!#!#!#!#!#!#!

按层序列化就是将"#!"和"!"补全后,逐层添加

//按层序列化
        public static String perLevel(Node head) {
                if (head == null) {
                        return "#!";
                }
                String str = head.value + "!";
                Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
                queue.offer(head);
                while (!queue.isEmpty()) {
                        head = queue.poll();
                        if (head.left != null) {
                                str += head.left.value + "!";
                                queue.offer(head.left);
                        } else {
                                str += "#!";
                        }
                        if (head.right != null) {
                                str += head.right.value + "!";
                                queue.offer(head.right);
                        } else {
                                str += "#!";
                        }
                }
                return str;
        }

使用#!和!的原因:

使用 #! 填充空:

使用 ! 分开节点数值