【C#刷题】| 作者 / Edison Zhou
我们来用之前学到的数据结构知识来刷《剑指Offer》的一些核心题目（精选了其中30 道题目），希望对你有帮助！本文题目为：从上到下打印二叉树。
1题目介绍
题目：从上往下打印出二叉树的每个结点，同一层的结点按照从左到右的顺序打印。例如输入下图中的二叉树，则依次打印出8、6、10、5、7、9、11。
二叉树节点的定义如下，采用C#语言描述：
代码语言：javascript复制public class BinaryTreeNode
{
public int Data { get; set; }
public BinaryTreeNode leftChild { get; set; }
public BinaryTreeNode rightChild { get; set; }
public BinaryTreeNode(int data)
{
this.Data = data;
}
public BinaryTreeNode(int data, BinaryTreeNode left, BinaryTreeNode right)
{
this.Data = data;
this.leftChild = left;
this.rightChild = right;
}
}2解题思路与实现
思路：
这道题实质是考查树的层次遍历（广度优先遍历）算法：
每一次打印一个结点的时候，如果该结点有子结点，则把该结点的子结点放到一个队列的末尾。接下来到队列的头部取出最早进入队列的结点，重复前面的打印操作，直至队列中所有的结点都被打印出来为止。
扩展：如何广度优先遍历一个有向图？这同样也可以基于队列实现。树是图的一种特殊退化形式，从上到下按层遍历二叉树，从本质上来说就是广度优先遍历二叉树。
实现：
代码语言：javascript复制static void PrintFromTopToBottom(BinaryTreeNode root)
{
if (root == null)
{
return;
}
Queue<BinaryTreeNode> queue = new Queue<BinaryTreeNode>();
queue.Enqueue(root);
while (queue.Count > 0)
{
BinaryTreeNode printNode = queue.Dequeue();
Console.Write("{0}t", printNode.Data);
if (printNode.leftChild != null)
{
queue.Enqueue(printNode.leftChild);
}
if (printNode.rightChild != null)
{
queue.Enqueue(printNode.rightChild);
}
}
}3单元测试
准备工作
为了方便地进行单元测试代码编写，这里封装了几个公用方法：
代码语言：javascript复制static void TestPortal(string testName, BinaryTreeNode root)
{
if (!string.IsNullOrEmpty(testName))
{
Console.WriteLine("{0} begins:", testName);
}
Console.WriteLine("The nodes from top to bottom, from left to right are:");
PrintFromTopToBottom(root);
Console.WriteLine("n");
}
static void SetSubTreeNode(BinaryTreeNode root, BinaryTreeNode lChild, BinaryTreeNode rChild)
{
if (root == null)
{
return;
}
root.leftChild = lChild;
root.rightChild = rChild;
}
static void ClearUpTreeNode(BinaryTreeNode root)
{
if(root != null)
{
BinaryTreeNode left = root.leftChild;
BinaryTreeNode right = root.rightChild;
root = null;
ClearUpTreeNode(left);
ClearUpTreeNode(right);
}
}单元测试用例：
代码语言：javascript复制// 10
// /
// 6 14
// / /
// 4 8 12 16
static void Test1()
{
BinaryTreeNode node10 = new BinaryTreeNode(10);
BinaryTreeNode node6 = new BinaryTreeNode(6);
BinaryTreeNode node14 = new BinaryTreeNode(14);
BinaryTreeNode node4 = new BinaryTreeNode(4);
BinaryTreeNode node8 = new BinaryTreeNode(8);
BinaryTreeNode node12 = new BinaryTreeNode(12);
BinaryTreeNode node16 = new BinaryTreeNode(16);
SetSubTreeNode(node10, node6, node14);
SetSubTreeNode(node6, node4, node8);
SetSubTreeNode(node14, node12, node16);
TestPortal("Test1", node10);
ClearUpTreeNode(node10);
}
// 5
// /
// 4
// /
// 3
// /
// 2
// /
// 1
static void Test2()
{
BinaryTreeNode node5 = new BinaryTreeNode(5);
BinaryTreeNode node4 = new BinaryTreeNode(4);
BinaryTreeNode node3 = new BinaryTreeNode(3);
BinaryTreeNode node2 = new BinaryTreeNode(2);
BinaryTreeNode node1 = new BinaryTreeNode(1);
node5.leftChild = node4;
node4.leftChild = node3;
node3.leftChild = node2;
node2.leftChild = node1;
TestPortal("Test2", node5);
ClearUpTreeNode(node5);
}
// 1
//
// 2
//
// 3
//
// 4
//
// 5
static void Test3()
{
BinaryTreeNode node5 = new BinaryTreeNode(5);
BinaryTreeNode node4 = new BinaryTreeNode(4);
BinaryTreeNode node3 = new BinaryTreeNode(3);
BinaryTreeNode node2 = new BinaryTreeNode(2);
BinaryTreeNode node1 = new BinaryTreeNode(1);
node1.rightChild = node2;
node2.rightChild = node3;
node3.rightChild = node4;
node4.rightChild = node5;
TestPortal("Test3", node1);
ClearUpTreeNode(node5);
}
// 树中只有1个结点
static void Test4()
{
BinaryTreeNode node1 = new BinaryTreeNode(1);
TestPortal("Test4", node1);
ClearUpTreeNode(node1);
}
// 树中木有结点
static void Test5()
{
TestPortal("Test5", null);
}测试结果：
测试的结果情况如下图：
Ref参考资料
何海涛，《剑指Offer》
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End
