BST 级别顺序遍历 list.clear() 和 list = new ArrayList答案

【问题标题】：BST Level Order Traversal list.clear() and list = new ArrayListBST 级别顺序遍历 list.clear() 和 list = new ArrayList
【发布时间】：2015-11-04 19:21:39
【问题描述】：

上下文：我在 Java 中创建了一个 BinarySearchTree 类作为学习练习，因为我是 Java 新手。我目前正在编写一种用于级别顺序遍历（BFS）的方法，该方法返回每个级别的节点值列表列表，其中顶级列表索引表示级别编号，每个索引处的下级列表包含该级别的节点值，例如对于这棵树

       F
      / \
     /   \
    /     \
   B       G
  / \       \
 /   \       \
A     D       I
     / \     /
    C   E   H

levelOrder() 方法会返回

[[F], [B, G], [A, D, I], [C, E, H]]

问题：在实现中，我声明了一个名为“listOfLevels”的顶级列表来保存级别列表，并声明一个名为“级别”的较低级别列表来存储每个级别的节点（我打算跨级别清除和重用）。但是，我注意到如果在将它添加到“listOfLevels”之后在“level”上调用 List.clear() 方法，我会在“listOfLevels”中得到空列表作为方法的返回值，就像这样

[[], [], [], []]

我不确定为什么会发生这种情况。根据 ArrayList 文档，“当元素被添加到 ArrayList 时，它的容量会自动增长”，所以我认为在使用 clear() 方法清除上一层的值后，从下一层添加节点值会显示在列表中。不过，这似乎不起作用。我通过每次显式为“级别”分配一个新的 ArrayList 来修复它。

主要问题：如果 ArrayList 会随着元素的添加而自动增长，为什么我每次都需要分配一个新的 ArrayList？为什么在级别之间调用 clear() 会导致顶级列表为空？

以下是二叉搜索树类中的相关位：

public BinarySearchTree<K extends Comparable<K>, V> {
    private Node<K,V> root;
        ...
    public List<List<V>> levelOrder() {
        // see implementation below
    }
        ...
    private static class Node<K extends Comparable<K>, V> {
        private K key;
        private V value;
        private Node<K,V> left;
        private Node<K,V> right; 
            ...
    }
}

这里是levelOrder()方法的实现

public List<List<V>> levelOrder() {
    Queue<Node<K,V>> queue = new LinkedList<Node<K,V>>();
    List<List<V>> listOfLevels = new ArrayList<List<V>>();
    List<V> level = new ArrayList<V>();
    int currLevelCount = 1, nextLevelCount = 0;
    queue.add(root);

    while (!queue.isEmpty()) {
        Node<K,V> node = queue.remove();
        currLevelCount--;
        level.add(node.value);
        if (node.hasLeft()) {
            queue.add(node.left);
            nextLevelCount++;
        }
        if (node.hasRight()) {
            queue.add(node.right);
            nextLevelCount++;
        }
        if (currLevelCount == 0) {
            listOfLevels.add(level);
            //level.clear();    <-- why doesn't this work?
            level = new ArrayList<V>();
            currLevelCount = nextLevelCount;
            nextLevelCount = 0;
        }
    }
    return listOfLevels;
}

【问题讨论】：

标签： java memory-management arraylist binary-search-tree tree-traversal

【解决方案1】：

如果您在level 列表中调用clear，则您正在清除刚刚添加到listOfLevels 的列表，然后您开始重新使用它。

由于您在调用clear 时从未使用new ArrayList() 分配新的level 列表，而不是创建新的arraylist，因此您实际上是在一次又一次地使用同一个列表。

而且由于您每次都在清除它，所以listOfLevels 下的列表中永远不会有值。

调用new ArrayList 而不是clear 确实是正确的解决方案。

【讨论】：

【解决方案2】：

当您将 ArrayList 保存到 ArrayLists 列表时，您并没有制作副本，因此它保存的是相同的变量。这是因为 ArrayList 是指向内存中某个点的指针。这就是实际保存的内容。通过清除 ArrayList 会清除内存，这也会影响 ArrayList of Lists 中保存的内存位置。使用新行而不是清除行。

【讨论】：