关于#java#的问题：Java语言怎么用紧凑的模式输出一个二叉树构成的矩阵联通表的呢
Java语言怎么用紧凑的模式输出一个二叉树构成的矩阵联通表的呢？什么叫做紧凑模式，在这里用它的优势是什么的呢
效果如图:
代码如下 :
import java.util.*;
class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
public TreeNode(int val) {
this.val = val;
this.left = null;
this.right = null;
}
}
public class BinaryTreeCompactMatrix {
public static TreeNode buildTree(int[] nums, int index) {
if (index >= nums.length || nums[index] == -1) {
return null;
}
TreeNode root = new TreeNode(nums[index]);
root.left = buildTree(nums, 2 * index + 1);
root.right = buildTree(nums, 2 * index + 2);
return root;
}
public static void printCompactMatrix(TreeNode root) {
List<Integer> result = new ArrayList<>();
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
if (root != null) {
queue.offer(root);
}
while (!queue.isEmpty()) {
TreeNode node = queue.poll();
result.add(node.val);
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
}
}
// 打印输出结果
for (Integer val : result) {
System.out.print(val + " ");
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {1, 2, 3, 4, -1, 5, 6};
TreeNode root = buildTree(nums, 0);
printCompactMatrix(root);
}
}
代码理解:
代码中我定义一个 TreeNode类来表示二叉树节点. buildTree方法根据给定的节点值数组构建二叉树，printCompactMatrix方法按照紧凑模式输出矩阵联通表。在main方法中，我们创建一个示例数组nums并构建二叉树，然后调用printCompactMatrix方法输出矩阵联通表的紧凑模式结果。
该回答引用ChatGPT-3.5，仅供参考，不保证完全正确
在Java语言中，使用紧凑的模式输出一个二叉树构成的矩阵连通表可以通过以下步骤实现：
首先，定义一个二叉树的节点类，包含节点值和左右子节点的引用。
class Node { int value; Node left; Node right; public Node(int value) { this.value = value; left = null; right = null; } }创建一个方法来构建二叉树，接收一个整数数组作为输入，并返回根节点。
public Node buildTree(int[] arr) { Node root = null; if (arr.length > 0) { root = buildTreeRecursive(arr, 0); } return root; } private Node buildTreeRecursive(int[] arr, int index) { Node node = null; if (index < arr.length) { int value = arr[index]; node = new Node(value); node.left = buildTreeRecursive(arr, 2 * index + 1); node.right = buildTreeRecursive(arr, 2 * index + 2); } return node; }创建一个方法来输出二叉树构成的矩阵连通表。
public void printCompactMatrix(Node root) { int depth = getDepth(root); int size = (int) Math.pow(2, depth) - 1; int[][] matrix = new int[depth][size]; fillMatrix(root, matrix, 0, 0, size - 1); // 输出矩阵连通表 for (int i = 0; i < depth; i++) { for (int j = 0; j < size; j++) { System.out.print(matrix[i][j] + " "); } System.out.println(); } } private void fillMatrix(Node node, int[][] matrix, int depth, int left, int right) { if (node == null) return; int mid = (left + right) / 2; matrix[depth][mid] = node.value; fillMatrix(node.left, matrix, depth + 1, left, mid - 1); fillMatrix(node.right, matrix, depth + 1, mid + 1, right); } private int getDepth(Node node) { if (node == null) return 0; return 1 + Math.max(getDepth(node.left), getDepth(node.right)); }
紧凑模式是一种以紧凑的方式表示二叉树的数据结构，通过使用数组来表示二叉树的节点，减少了指针的使用。这种表示方法的优势包括：
- 空间效率高：使用数组表示二叉树可以将指针的开销降到最低，只需要额外的数组空间来存储节点值。
- 存取效率高：数组的存取操作效率高于指针的访问操作，通过数组索引可以直接访问节点，不需要遍历指针。
- 便于存储和传输：紧凑的表示方式可以方便地将二叉树存储到文件或通过网络传输。
在输出矩阵连通表时，紧凑模式可以使输出更加整齐紧凑，清晰地显示二叉树的结构，便于理解和分析。
该回答引用NewBing，仅供参考，不保证完全正确
紧凑模式是一种将二叉树的结构用一个一维数组表示的方法，它可以节省空间，提高效率，方便遍历和操作。紧凑模式的基本思想是：
- 将二叉树的根节点存放在数组的第一个位置，即下标为0的位置。
- 对于任意一个节点，如果它在数组中的下标为 i ，则它的左子节点在数组中的下标为 2i+1 ，它的右子节点在数组中的下标为 2i+2 。
- 如果一个节点没有左子节点或右子节点，则在数组中用 null 表示。
如果您想用 Java 语言实现紧凑模式，您可以参考以下的代码：
//定义一个二叉树节点类
class TreeNode {
int val; //节点值
TreeNode left; //左子节点
TreeNode right; //右子节点
//构造方法
public TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
//定义一个紧凑模式类
class CompactMode {
Object[] array; //用来存放二叉树节点的数组
int size; //数组的大小
//构造方法，传入一个二叉树的根节点
public CompactMode(TreeNode root) {
//计算二叉树的高度
int height = getHeight(root);
//根据高度计算数组的大小，即 2^height - 1
size = (int) Math.pow(2, height) - 1;
//初始化数组
array = new Object[size];
//将二叉树转换为紧凑模式并存入数组
convertToCompactMode(root, 0);
}
//递归方法，将二叉树转换为紧凑模式并存入数组
private void convertToCompactMode(TreeNode node, int index) {
if (node == null) return; //如果节点为空，直接返回
if (index >= size) return; //如果下标超出数组范围，直接返回
array[index] = node.val; //将节点值存入数组对应位置
convertToCompactMode(node.left, 2 * index + 1); //递归处理左子节点
convertToCompactMode(node.right, 2 * index + 2); //递归处理右子节点
}
//递归方法，计算二叉树的高度
private int getHeight(TreeNode node) {
if (node == null) return 0; //如果节点为空，高度为0
return Math.max(getHeight(node.left), getHeight(node.right)) + 1; //返回左右子树中较大的高度加1
}
//打印方法，输出数组中的元素
public void print() {
for (int i = 0; i < size; i++) {
System.out.print(array[i] + " ");
}
System.out.println();
}
}
//测试类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建一个二叉树
TreeNode root = new TreeNode(1);
root.left = new TreeNode(2);
root.right = new TreeNode(3);
root.left.left = new TreeNode(4);
root.left.right = new TreeNode(5);
root.right.left = new TreeNode(6);
//创建一个紧凑模式对象，并打印结果
CompactMode cm = new CompactMode(root);
cm.print(); //输出：1 2 3 4 5 6 null null null null null null null
}
}
源: 与必应的对话， 2023/7/18
(1) 【数据结构 Java 版】二叉树的实现（超多图、超详解）_吞吞吐吐大魔王的博客-CSDN博客. https://blog.csdn.net/weixin_51367845/article/details/121084043.
(2) JAVA实现平衡二叉树（AVL） - CSDN博客. https://blog.csdn.net/qicha3705/article/details/119411054.
(3) 二叉树的java实现 超级简单讲解版！ - 知乎 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/311745433.