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TypeScript实现数组和树的相互转换

2024-04-02 19:04:59 363人浏览 薄情痞子
摘要

目录前言数组转换为树树转换为数组总结这段时间重新捡起了数据结构和算法,发现里面的树和图是真的掉头发。本文基于一个面试题,详细分析如何实现数组和树的相互转换。 前言 树或者图是个比较抽

这段时间重新捡起了数据结构算法,发现里面的树和图是真的掉头发。本文基于一个面试题,详细分析如何实现数组和树的相互转换。

前言

树或者图是个比较抽象的概念,并不存在这样的数据类型。我们看一下树的结构,一层嵌套一层,同层次可能还会有多个节点,这种结构的数据可以使用{}对象来表示。数组就比较简单了,因此数组和树的转换可以理解为数组和对象之间的转换,只是需要转换的数组和对象都是比较特殊的数据。为了更好的看清楚转换过程,本文采用ts的语法,使用js的话没有类型约束,看起来就更容易晕了。

数组转换为树

我们先来一个简单点的,将数组转换为树。

树.png

结合树,我们看一下数组的结构:BC是A的子节点,DE是B的子节点,F是C的子节点。想要实现这个效果,我们先来捋一下实现思路:

  • 遍历数组
  • 将数组项转换为树的叶子节点,并使用Map来维持id与节点直接的关系,便于快速查找
  • 根据parentId查找到可能存在的父节点,并建立叶子节点和父节点之间的关系
  • 找到根节点,最终返回的也就是根节点

文字描述可能不太具体,我们看一下实现代码:

// 定义数组项的数据类型,包含id、name、parentId基本属性
interface ArrayItem {
  id: number,
  name: string,
  parentId: number
}
// 定义树节点的数据类型,包含id、name、可能存在的子节点
interface Treenode {
  id: number,
  name: string,
  children?: TreeNode[], // 叶子节点没有子节点
}
function array2Tree(arr: ArrayItem[]): TreeNode | null {
  // 用于id和TreeNode的映射,map<key, value>,可通过id快速查找到树节点,时间复杂度为O(1)
  const treeNode: Map<number, TreeNode> = new Map();
  let root = null; // 树根节点
  arr.forEach(item => {
    const {id, name, parentId} = item; // 解构赋值
    // 定义树节点tree node,并使用Map维持id与节点之间的关系
    const node: TreeNode = {id, name}
    treeNode.set(id, node);
​
    // 使用parentId找出parentNode
    const parentNode = treeNode.get(parentId);
    if (parentNode) {
      if (parentNode.children == null) {
        parentNode.children = [];
      }
      // 找到父节点后,将当前数组项转换的节点添加到子节点列表中
      parentNode.children.push(node)
    }
​
    // 在第一次循环中找到根节点,我们假定id=0的表示根节点
    if (parentId === 0) {
      root = node;
    }
  })
  return root;
}
const tree = array2Tree(arrs); // 需要定义arrs
console.log(tree);

代码是使用ts完成的,清晰的展示了树节点数据类型的定义,在转换过程中数据类型的变化。直接运行ts代码是看不出来打印的结果的,我们可以新建一个Vue-ts项目,或者嫌麻烦的话可以直接使用官网提供的运行环境:playground

实现效果:

其实就是一个对象,对象的层次就像是树一样展开。

树转换为数组

同样也是这个例子,只不过是需要将树转换为数组了。

image-20220622144731183.png

数组和树在数据结构上最大的差异就是树没有parentId的属性,如果一个节点有子节点,那么该节点的id就应该是其子节点的parentId。老规矩,先来捋一下思路:

  • 遍历树节点,使用广度优先。树的遍历可分为广度优先和深度优先,广度优先表示横向遍历,深度优先表示纵向遍历
  • 将遍历出的树节点添加到队列中,实现先进先出。队列并不是js中的数据类型,但是我们可以使用数组来实现队列
  • 将树节点转换为数组项
  • 根据节点的父子关系,设置数组项的parentId,并将数组项添加到数组中
  • 为了查找遍历,可使用Map来维持父节点和子节点的关系

实现代码:

// 定义数据结构
...
function tree2Array(root: TreeNode): ArrayItem[] {
  // 定义子节点和父节点的映射关系,map<子节点,父节点>
  const childToParent: Map<TreeNode, TreeNode> = new Map();

  const arr: ArrayItem[] = []; // 返回的数组

  // 广度优先遍历树,使用队列保存节点
  const queue: TreeNode[] = [];
  queue.unshift(root); // 入队,从头部入队
  while(queue.length) {
    const curNode = queue.pop(); // 出队,从尾部出队,保证先进先出
    if (curNode == null) break; // 循环结束,使用==包括了null和undefined的情况

    const {id, name, children = []} = curNode; // 结构赋值,叶子节点没有children属性,所以默认为空数组

    const parentNode = childToParent.get(curNode); // 获取当前节点的父节点
    const parentId = parentNode?.id || 0; // 获取父节点id,根节点设置为0
    const item = {id, name, parentId}; // 定义数组项
    arr.push(item); // 插入到数组中

    // 继续遍历子节点,并且子节点入队
    children.forEach(child => {
      // 如果有子节点,则把子节点和当前节点通过Map保持关系
      childToParent.set(child, curNode);

      // 入队
      queue.unshift(child);
    })
  }

  return arr;
}
const array = tree2Array(obj); // 这个obj对象就是数组转换为树打印出的结果
console.log(array)

运行结果:

树.png

可以发现,结果符合预期。

总结

总结一下,数组和树之间相互转换一开始还挺蒙的,但是看完代码发现,其实也并不复杂。

  • 数组转换为树:从数组的第一项开始,根据parentId,找到每一项的归属;若找不到,则表示当前数组项为根节点
  • 树转换为数组:树的每一个节点都可能会有很多子节点,按照广度优先,从根节点开始遍历,将每一个节点以及其子节点都添加到队列中,按照先进先出的原则,逐一将节点都转换为数组项并添加到数组中
  • 在实现的过程中,可结合图例,一步一步分析,最终实现结果

以上就是typescript实现数组和树的相互转换的详细内容,更多关于TypeScript数组转树的资料请关注编程网其它相关文章!

--结束END--

本文标题: TypeScript实现数组和树的相互转换

本文链接: https://lsjlt.com/news/152357.html(转载时请注明来源链接)

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