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PHP 实现二叉树遍历算法

落瑶同学_9705

落瑶同学_9705

发布时间:2026-03-09 17:43:02

|

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|

来源于php中文网

原创

PHP中二叉树遍历需先定义TreeNode类,含val、left、right属性;递归实现前序(根→左→右)、中序(左→根→右)、后序(左→右→根);迭代用栈模拟,层序用队列实现广度优先遍历。

php 实现二叉树遍历算法

二叉树节点定义与基础结构

在 PHP 中实现二叉树遍历前,需先定义节点类。每个节点包含数据(val)、左子节点(left)和右子节点(right):

class TreeNode {
    public $val;
    public $left;
    public $right;
    public function __construct($val = 0, $left = null, $right = null) {
        $this->val = $val;
        $this->left = $left;
        $this->right = $right;
    }
}

这是所有遍历算法的共同前提。构建树时,按需 new 节点并连接左右引用即可。

递归方式实现三种经典遍历

深度优先遍历的三种顺序——前序、中序、后序——用递归最直观,逻辑清晰:

  • 前序遍历(根→左→右):先访问当前节点值,再递归左子树,最后递归右子树
  • 中序遍历(左→根→右):先递归左子树,再访问当前节点,最后递归右子树;对二叉搜索树而言,结果自然有序
  • 后序遍历(左→右→根):先递归左右子树,最后访问当前节点;常用于释放树内存或计算子树信息

示例中序遍历函数:

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function inorderTraversal($root) {
    $result = [];
    $inorder = function($node) use (&$result, &$inorder) {
        if ($node === null) return;
        $inorder($node->left);
        $result[] = $node->val;
        $inorder($node->right);
    };
    $inorder($root);
    return $result;
}

迭代方式用栈模拟递归过程

递归本质依赖调用栈,迭代则需显式使用 PHP 数组模拟栈。关键在于控制节点访问时机:

  • 前序迭代:入栈根节点;每次弹出一个节点,将其值加入结果,再按「右→左」顺序压入非空子节点(保证左先被处理)
  • 中序迭代:不立即访问节点,而是沿左链一路压栈到底;弹出时访问,再转向右子树继续压栈
  • 后序迭代稍复杂:可采用「前序变体 + 反转」——按「根→右→左」压栈遍历,最后将结果数组反转

中序迭代简写示例:

function inorderTraversalIterative($root) {
    $result = [];
    $stack = [];
    $current = $root;
    while ($current !== null || !empty($stack)) {
        while ($current !== null) {
            $stack[] = $current;
            $current = $current->left;
        }
        $current = array_pop($stack);
        $result[] = $current->val;
        $current = $current->right;
    }
    return $result;
}

层序遍历(广度优先)用队列实现

层序遍历按从上到下、从左到右逐层访问,适合用队列(PHP 中用数组 + array_shift() 或 SplQueue):

  • 初始化队列,推入根节点
  • 循环直到队列为空:弹出队首节点,记录其值;若它有左/右子节点,依次入队
  • 如需区分每层,可在每轮循环开始前记录当前队列长度,只处理该长度个节点

基础层序代码:

function levelOrder($root) {
    if ($root === null) return [];
    $result = [];
    $queue = [$root];
    while (!empty($queue)) {
        $node = array_shift($queue);
        $result[] = $node->val;
        if ($node->left !== null) $queue[] = $node->left;
        if ($node->right !== null) $queue[] = $node->right;
    }
    return $result;
}

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