二叉搜索树迭代器 - 在/前/后顺序答案

【问题标题】：Binary Search Tree Iterator - In/Pre/Post Order二叉搜索树迭代器 - 在/前/后顺序
【发布时间】：2017-06-21 07:27:33
【问题描述】：

我有一个类BinarySearchTree，它有两个数据元素Node root 和int size。 Node 类有四个数据元素Node left, right, up 和int data。

我想创建一个迭代器类，它的构造函数接受它将使用的遍历类型。只有在调用next 时，它才会遍历下一个元素。

MyIterator 中应该包含哪些数据元素，以免造成混乱？我在想也许有Stack<Node>，但这感觉是一个非常糟糕的解决方案。有什么聪明的办法可以涵盖所有三种可能的模式吗？有没有什么方法可以做到这一点，而无需在迭代器内部添加额外的数据结构（队列/堆栈/映射）？

public class MyIterator
{
    private BinarySearchTree tree;
    private Node current;
    private int mode;

    public MyIterator(BinarySearchTree tree, int mode)
    {
        // mode = 1 -> IN ORDER TRAVERSAL
        // mode = 2 -> PREORDER TRAVERSAL
        // mode = 3 -> POSTORDER TRAVERSAL

        this.tree = tree;
        this.mode = mode;
    }

    public boolean hasNext()
    {
        ...
    }

    public void next()
    {
        ...
    }
}

【问题讨论】：

标签： java data-structures tree

【解决方案1】：

您的问题听起来像是策略模式的用例。您的迭代器的构造函数应该获取实际的 ModeStrategy 作为参数，而不是普通的 int。该策略存储在类属性中。 ModeStrategy 可能是这样的界面：

public interface ModeStrategy {
    boolean hasNext(BinarySearchTree tree, Node current);
    void next(BinarySearchTree tree, Node current);
}

public class MyIterator {
    private final ModeStrategy mode;
    // other fields omitted
    public MyIterator(BinarySearchTree tree, ModeStrategy mode) {
        this.mode = mode;
    }
    // your methods delegate to mode
}

【讨论】：

这是我的意图，但我使用int 将问题简化为核心问题，即将进入迭代器的数据元素/算法

【解决方案2】：

最好的选择是引入工厂模式并将您的实现拆分为自己的Iterators。

final class IteratorFactory {
  enum Mode {
    IN_ORDER, PRE_ORDER, POST_ORDER;
  }

  private IteratorFactory() {
  }

  public static <T> Iterator<T> get(Mode mode, BinarySearchTree<T> tree) {
    Objects.requireNonNull(mode);
    Objects.requireNonNull(tree);
    switch(mode) {
      case IN_ORDER: return new InOrderIterator<T>(tree);
      case PRE_ORDER: return new PreOrderIterator<>(tree);
      case POST_ORDER: return new PostOrderIterator<>(tree);
      default: throw new AssertionError("Can't happen");
    }
  }

  private static class InOrderIterator<T> implements Iterator<T> {
    //...
  }
  private static class PreOrderIterator<T> implements Iterator<T> {
    //...
  } 
  private static class PostOrderIterator<T> implements Iterator<T> {
    //...
  }
}

【讨论】：

我宁愿不拆分实现。相反，我宁愿拥有涵盖所有情况需求的实例变量。这是出于问题范围之外的原因。
您在问MyIterator 中应该包含哪些数据元素，这样才不会变得混乱？。如果您不分心，恕我直言，这已经是一团糟了。

【解决方案3】：

Morris 中序树遍历及其变体是我正在寻找的结构/算法。

【讨论】：