根据数据的父子关系创建树形结构并实现遍历

  在实际开发中，有一种数据是类型，它存在父子关系，比如京东商城中，商品的分类有家用电器和服饰鞋帽，家用电器下边有大家电和家用电子，然后他们下边还有子类。而且这类父子关系有时深度是不确定的，本文用下面的方法，将所有类似分类的结点创建成一棵树并遍历打印他们。

1.结点要实现下面的接口：

package subAndsup;
import java.util.List;

/**
 * add by ak on 2013-11-28
 */
public  interface InheritedNode<T> {

<SPAN style="WHITE-SPACE: pre"> </SPAN>boolean isChildFrom(T node);
<SPAN style="WHITE-SPACE: pre"> </SPAN>boolean isBrother(T node);
<SPAN style="WHITE-SPACE: pre"> </SPAN>void addChildNode(T node);
<SPAN style="WHITE-SPACE: pre"> </SPAN>List<T> getChildNodes();
<SPAN style="WHITE-SPACE: pre"> </SPAN>
}

package subAndsup;
import java.util.List;

/**
 * add by ak on 2013-11-28
 */
public  interface InheritedNode<T> {

	boolean isChildFrom(T node);
	boolean isBrother(T node);
	void addChildNode(T node);
	List<T> getChildNodes();
	
}

2.工具类如下：

package subAndsup;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Deque;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * add by ak on 2013-11-28
 */
public class TreeUtil {

    /**
     * 将无序的结点集合，创建成一棵树。
     * 创建过程中使用了树的广度优先遍历，并且在考察无序集合的元素时，
     * 将其逐个插入到广度优先遍历结果集中，最后得到的结果集即是广度优先
     * 遍历的结果，也是从根元素(结果集中第一个元素)串联好的树形结构。
     * @param root 根元素
     * @param allCategory 无序的、不含根元素的集合
     * @return 包含子类的树形结构的根元素
     */
    public static <T extends InheritedNode> T getTree(T root, LinkedList<T> list) {
        // 模拟树的广度遍历结果的集合
        LinkedList<T> traversalList = new LinkedList<T>();
        traversalList.push(root);
        // 原始集合不为空，则继续迭代，将其中的元素加入到树的广度遍历结果集合中
        while(list.size() != 0) {
            // 迭代原始集合中的元素
            Iterator<T> iterAll = list.iterator();
            while(iterAll.hasNext()) {
                T ndInAll = iterAll.next();
                // 迭代树的广度遍历结果集合中的元素
                Iterator<T> iterTrav = traversalList.iterator();
                int indInTrav = 0;// 记录迭代当前元素的位置
                boolean mate = false;// 标识是否找到父子类匹配关系
                while(iterTrav.hasNext()) {
                    T ndInTrav = iterTrav.next();
                    // 如果存在父子类关系，则在在树的广度遍历结果集合中添加该元素，并父类中加入子元素
                    if(!mate) {
                        if(ndInAll.isChildFrom(ndInTrav)) {
                            // 如果存在父子类关系，则在父类中加入子元素，并设置标识
                            ndInTrav.addChildNode(ndInAll);
                            mate = true;
                        }
                    } else {
                        // 在找到iterInAll元素的父类之后，继续迭代，找到它的兄弟结点的位置
                        if(ndInAll.isBrother(ndInTrav)) {
                            break;
                        }
                    }
                    indInTrav++; // 执行++之后为迭代当前元素的位置
                }
                if(mate) {
                    // 如果找到iterInAll元素的父类，则在它的兄弟结点之前插入该元素
                    traversalList.add(indInTrav, ndInAll);
                    // 移除已经匹配的元素
                    iterAll.remove();
                }
            }
        }
        // 最后将所有元素已经放到了树的广度遍历结果集合中，并且元素之间建立好了子父关系，即只取根就可得到所有元素
        T root2 = traversalList.getFirst();
        return root2;
    }

    /**
     * 通过树的深度优先遍历获取树的遍历集合
     * @param root 树的根元素
     * @return 深度优先遍历方式的遍历集合
     */
    public static <T extends InheritedNode> List<T> createDepthFirstTraversalList(T root) {
        List<T> depthFirstTraversalList = new ArrayList<T>();
        // 深度优先遍历使用的栈结构
        Deque<T> stack = new ArrayDeque<T>();
        stack.addFirst(root);
        T node = null;
        while((node=stack.pollFirst()) != null) {
            List<T> sub = node.getChildNodes();
            if(sub != null && !sub.isEmpty()) {
                for(int i=0; i<sub.size(); i++) {
                    stack.addFirst(sub.get(i));
                }
            }
            depthFirstTraversalList.add(node);
        }
        return depthFirstTraversalList;
    }

    /**
     * 通过树的广度优先遍历获取树的遍历集合
     * @param root 树的根元素
     * @return 深度优先遍历方式的遍历集合
     */
    public static <T extends InheritedNode> List<T> createBreadthFirstTraversalList(T root) {
        List<T> depthFirstTraversalList = new ArrayList<T>();
        // 广度优先遍历使用的队列结构
        Deque<T> stack = new ArrayDeque<T>();
        stack.addLast(root);
        T node = null;
        while((node=stack.pollFirst()) != null) {
            List<T> sub = node.getChildNodes();
            if(sub != null && !sub.isEmpty()) {
                for(int i=0; i<sub.size(); i++) {
                    stack.addLast(sub.get(i));
                }
            }
            depthFirstTraversalList.add(node);
        }
        return depthFirstTraversalList;
    }

    /**
     * 打印树形结构，打印部分可以根据业务需求进行修改
     * @param root 树的根元素
     */
    public static <T extends InheritedNode> void printTreeByDepthFirstTraversal(T root) {
        List<T> depthFirstTraversalList = createDepthFirstTraversalList(root);
        System.out.println(depthFirstTraversalList<SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif"></SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">);</SPAN>
        // 记录每个元素的深度
        int[] deepList = new int[depthFirstTraversalList.size()];
        System.out.printf("%-5s", root);
        int deep = 1; // 考察的当前元素的深度
        deepList[0] = 1;
        for(int i=1; i<depthFirstTraversalList.size(); i++) {
            if(depthFirstTraversalList.get(i).isChildFrom(depthFirstTraversalList.get(i-1))) {
                // 如果判断成立，则深度加1
                deep++;
                deepList[i] = deep;
                // 如果上一个元素是当前元素的父亲，则打印
                System.out.printf("%-5s", depthFirstTraversalList.get(i));
            } else {
                // 如果上一个元素不是当前元素的父亲，则回溯迭代找到当前元素的父亲，换行进行打印
                System.out.println();
                for(int j=i-2; j>=0; j--) {
                    if(depthFirstTraversalList.get(i).isChildFrom(depthFirstTraversalList.get(j))) {
                        deep = deepList[j] + 1;
                        deepList[i] = deep;
                        // 当前元素之前用空进行打印，在此利用了元素的深度
                        for(int k=0; k<deep-1; k++) {
                            System.out.printf("%-5s", "");
                        }
                        System.out.printf("%-5s", depthFirstTraversalList.get(i));
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        System.out.println();
    }

}

package subAndsup;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Deque;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * add by ak on 2013-11-28
 */
public class TreeUtil {
	
	/**
	 * 将无序的结点集合，创建成一棵树。
	 * 创建过程中使用了树的广度优先遍历，并且在考察无序集合的元素时，
	 * 将其逐个插入到广度优先遍历结果集中，最后得到的结果集即是广度优先
	 * 遍历的结果，也是从根元素(结果集中第一个元素)串联好的树形结构。
	 * @param root 根元素
	 * @param allCategory 无序的、不含根元素的集合
	 * @return 包含子类的树形结构的根元素
	 */
	public static <T extends InheritedNode> T getTree(T root, LinkedList<T> list) {
		// 模拟树的广度遍历结果的集合
		LinkedList<T> traversalList = new LinkedList<T>();
		traversalList.push(root);
		// 原始集合不为空，则继续迭代，将其中的元素加入到树的广度遍历结果集合中
		while(list.size() != 0) {
			// 迭代原始集合中的元素
			Iterator<T> iterAll = list.iterator();
			while(iterAll.hasNext()) {
				T ndInAll = iterAll.next();
				// 迭代树的广度遍历结果集合中的元素
				Iterator<T> iterTrav = traversalList.iterator();
				int indInTrav = 0;// 记录迭代当前元素的位置
				boolean mate = false;// 标识是否找到父子类匹配关系
				while(iterTrav.hasNext()) {
					T ndInTrav = iterTrav.next();
					// 如果存在父子类关系，则在在树的广度遍历结果集合中添加该元素，并父类中加入子元素
					if(!mate) {
						if(ndInAll.isChildFrom(ndInTrav)) {
							// 如果存在父子类关系，则在父类中加入子元素，并设置标识
							ndInTrav.addChildNode(ndInAll);
							mate = true;
						}
					} else {
						// 在找到iterInAll元素的父类之后，继续迭代，找到它的兄弟结点的位置
						if(ndInAll.isBrother(ndInTrav)) {
							break;
						}
					}
					indInTrav++; // 执行++之后为迭代当前元素的位置
				}
				if(mate) {
					// 如果找到iterInAll元素的父类，则在它的兄弟结点之前插入该元素
					traversalList.add(indInTrav, ndInAll);
					// 移除已经匹配的元素
					iterAll.remove();
				}
			}
		}
		// 最后将所有元素已经放到了树的广度遍历结果集合中，并且元素之间建立好了子父关系，即只取根就可得到所有元素
		T root2 = traversalList.getFirst();
		return root2;
	}

	/**
	 * 通过树的深度优先遍历获取树的遍历集合
	 * @param root 树的根元素
	 * @return 深度优先遍历方式的遍历集合
	 */
	public static <T extends InheritedNode> List<T> createDepthFirstTraversalList(T root) {
		List<T> depthFirstTraversalList = new ArrayList<T>();
		// 深度优先遍历使用的栈结构
		Deque<T> stack = new ArrayDeque<T>();
		stack.addFirst(root);
		T node = null;
		while((node=stack.pollFirst()) != null) {
			List<T> sub = node.getChildNodes();
			if(sub != null && !sub.isEmpty()) {
				for(int i=0; i<sub.size(); i++) {
					stack.addFirst(sub.get(i));
				}
			}
			depthFirstTraversalList.add(node);
		}
		return depthFirstTraversalList;
	}
	
	/**
	 * 通过树的广度优先遍历获取树的遍历集合
	 * @param root 树的根元素
	 * @return 深度优先遍历方式的遍历集合
	 */
	public static <T extends InheritedNode> List<T> createBreadthFirstTraversalList(T root) {
		List<T> depthFirstTraversalList = new ArrayList<T>();
		// 广度优先遍历使用的队列结构
		Deque<T> stack = new ArrayDeque<T>();
		stack.addLast(root);
		T node = null;
		while((node=stack.pollFirst()) != null) {
			List<T> sub = node.getChildNodes();
			if(sub != null && !sub.isEmpty()) {
				for(int i=0; i<sub.size(); i++) {
					stack.addLast(sub.get(i));
				}
			}
			depthFirstTraversalList.add(node);
		}
		return depthFirstTraversalList;
	}
	
	/**
	 * 打印树形结构，打印部分可以根据业务需求进行修改
	 * @param root 树的根元素
	 */
	public static <T extends InheritedNode> void printTreeByDepthFirstTraversal(T root) {
		List<T> depthFirstTraversalList = createDepthFirstTraversalList(root);
		System.out.println(depthFirstTraversalList);
		// 记录每个元素的深度
		int[] deepList = new int[depthFirstTraversalList.size()];
		System.out.printf("%-5s", root);
		int deep = 1; // 考察的当前元素的深度
		deepList[0] = 1;
		for(int i=1; i<depthFirstTraversalList.size(); i++) {
			if(depthFirstTraversalList.get(i).isChildFrom(depthFirstTraversalList.get(i-1))) {
				// 如果判断成立，则深度加1
				deep++;
				deepList[i] = deep;
				// 如果上一个元素是当前元素的父亲，则打印
				System.out.printf("%-5s", depthFirstTraversalList.get(i));
			} else {
				// 如果上一个元素不是当前元素的父亲，则回溯迭代找到当前元素的父亲，换行进行打印
				System.out.println();
				for(int j=i-2; j>=0; j--) {
					if(depthFirstTraversalList.get(i).isChildFrom(depthFirstTraversalList.get(j))) {
						deep = deepList[j] + 1;
						deepList[i] = deep;
						// 当前元素之前用空进行打印，在此利用了元素的深度
						for(int k=0; k<deep-1; k++) {
							System.out.printf("%-5s", "");
						}
						System.out.printf("%-5s", depthFirstTraversalList.get(i));
						break;
					}
				}
			}
		}
		System.out.println();
	}
	
}

3.结点示例

package subAndsup;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SimpleNode implements InheritedNode<SimpleNode> {

    private String id;
    private String fid;

    private List<SimpleNode> subSimpleNodeList;

    public SimpleNode(String id, String fid) {
        this.id = id;
        this.fid = fid;
    }

    public void addSubSimpleNode(SimpleNode subSimpleNode) {
    }

    public String toString() {
        return id;
    }

    @Override
    public void addChildNode(SimpleNode node) {
        if(subSimpleNodeList == null) {
            subSimpleNodeList = new ArrayList<SimpleNode>();
        }
        subSimpleNodeList.add(node);
    }

    @Override
    public List<SimpleNode> getChildNodes() {
        return subSimpleNodeList;
    }

    @Override
    public boolean isBrother(SimpleNode node) {
        return this.fid.equals(((SimpleNode)node).getFid());
    }

    @Override
    public boolean isChildFrom(SimpleNode node) {
        return this.fid.equals(node.getId());
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getFid() {
        return fid;
    }

    public void setFid(String fid) {
        this.fid = fid;
    }

}

package subAndsup;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SimpleNode implements InheritedNode<SimpleNode> {
	
	private String id;
	private String fid;
	
	private List<SimpleNode> subSimpleNodeList;
	
	public SimpleNode(String id, String fid) {
		this.id = id;
		this.fid = fid;
	}
	
	public void addSubSimpleNode(SimpleNode subSimpleNode) {
	}
	
	public String toString() {
		return id;
	}

	@Override
	public void addChildNode(SimpleNode node) {
		if(subSimpleNodeList == null) {
			subSimpleNodeList = new ArrayList<SimpleNode>();
		}
		subSimpleNodeList.add(node);
	}

	@Override
	public List<SimpleNode> getChildNodes() {
		return subSimpleNodeList;
	}

	@Override
	public boolean isBrother(SimpleNode node) {
		return this.fid.equals(((SimpleNode)node).getFid());
	}

	@Override
	public boolean isChildFrom(SimpleNode node) {
		return this.fid.equals(node.getId());
	}

	public String getId() {
		return id;
	}

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

	public String getFid() {
		return fid;
	}

	public void setFid(String fid) {
		this.fid = fid;
	}

}

4.测试：

package subAndsup;

import java.util.LinkedList;

public class Test {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<SimpleNode> list = new LinkedList<SimpleNode>();
        list.add(new SimpleNode("B2", "B"));
        list.add(new SimpleNode("D", "A"));
        list.add(new SimpleNode("C2", "C"));
        list.add(new SimpleNode("C12", "C1"));
        list.add(new SimpleNode("D11", "D1"));
        list.add(new SimpleNode("B1", "B"));
        list.add(new SimpleNode("B11", "B1"));
        list.add(new SimpleNode("B12", "B1"));
        list.add(new SimpleNode("C11", "C1"));
        list.add(new SimpleNode("B22", "B2"));
        list.add(new SimpleNode("C1", "C"));
        list.add(new SimpleNode("B", "A"));
        list.add(new SimpleNode("D1", "D"));
        list.add(new SimpleNode("C", "A"));

        SimpleNode root = new SimpleNode("A", null);
        root = TreeUtil.getTree(root, list);

        TreeUtil.printTreeByDepthFirstTraversal(root);

    }

}

package subAndsup;

import java.util.LinkedList;

public class Test {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		LinkedList<SimpleNode> list = new LinkedList<SimpleNode>();
		list.add(new SimpleNode("B2", "B"));
		list.add(new SimpleNode("D", "A"));
		list.add(new SimpleNode("C2", "C"));
		list.add(new SimpleNode("C12", "C1"));
		list.add(new SimpleNode("D11", "D1"));
		list.add(new SimpleNode("B1", "B"));
		list.add(new SimpleNode("B11", "B1"));
		list.add(new SimpleNode("B12", "B1"));
		list.add(new SimpleNode("C11", "C1"));
		list.add(new SimpleNode("B22", "B2"));
		list.add(new SimpleNode("C1", "C"));
		list.add(new SimpleNode("B", "A"));
		list.add(new SimpleNode("D1", "D"));
		list.add(new SimpleNode("C", "A"));
		
		SimpleNode root = new SimpleNode("A", null);
		root = TreeUtil.getTree(root, list);
		
		TreeUtil.printTreeByDepthFirstTraversal(root);
		
	}

}

5.结果：

[A, C, C1, C11, C12, C2, B, B1, B12, B11, B2, B22, D, D1, D11]
A    C    C1   C11
               C12
          C2
     B    B1   B12
               B11
          B2   B22
     D    D1   D11

[A, C, C1, C11, C12, C2, B, B1, B12, B11, B2, B22, D, D1, D11]
A    C    C1   C11  
               C12  
          C2   
     B    B1   B12  
               B11  
          B2   B22  
     D    D1   D11