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LeetCode构建链表和树的测试用例

原创
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cswh
修改2022-07-19 20:36:31
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修改2022-07-19 20:36:31
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文章被收录于专栏:CSWH技术博客

LeetCode构建链表和树的测试用例

背景:当Leetcode题目需要本地IDE调试时,构建链表和树结构会比较繁琐,刚好对一些资料进行整理,本地运行通过。

IDE.jpeg
IDE.jpeg

Table of Contents

  • 单链表(LinkedList)测试用例生成
  • 树(BinaryTree)的测试用例生成
  • 树(BinaryTree)结构的打印

单链表(LinkedList)测试用例生成

应用:Leetcode148 排序链表

测试用例生成代码:

代码语言:txt
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package com.haowang.TestUtils;

public class UseCase_LinkedList {
    public static class ListNode {
        public int val;
        public ListNode next;

        public ListNode(int x) {
            val = x;
            next = null;
        }

        public ListNode(ListNode node) {
            this.val = node.val;
            this.next = node.next;
        }

        public ListNode(int val, ListNode next) {
            this.val = val;
            this.next = next;
        }

        public void setVal(int val) {
            this.val = val;
        }

        public int getVal() {
            return this.val;
        }

        public ListNode getNext() {
            return this.next;
        }

        public void setNext(ListNode node) {
            this.next = node;
        }
    }

    public static ListNode createLinkedList(int[] arr) {// 将输入的数组输入到链表中
        if (arr.length == 0) {
            return null;
        }
        ListNode head = new ListNode(arr[0]);
        ListNode current = head;
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            current.next = new ListNode(arr[i]);
            current = current.next;
        }
        return head;
    }

    public static void printLinkedList(ListNode head) {// 将链表结果打印
        ListNode current = head;
        while (current != null) {
            System.out.printf("%d -> ", current.val);
            current = current.next;
        }
        System.out.println("NULL");
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] x = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
        ListNode list = createLinkedList(x);
        printLinkedList(list);
    }
}

树(BinaryTree)的测试用例生成

二叉树(BinaryTree)的定义,构造树的测试用例生成,先序遍历、中序遍历和后序遍历。

代码语言:txt
复制
package com.haowang.TestUtils;

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

public class UseCase_BinaryTree {
    // Definition for a binary tree node.
    public static class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode(int x) {
            val = x;
        }
        TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
            this.val = val;
            this.left = left;
            this.right = right;
        }
    }

    public static TreeNode constructTree(Integer[] nums) {
        if (nums.length == 0) return new TreeNode(0);
        Deque<TreeNode> nodeQueue = new LinkedList<>();
        // 创建一个根节点
        TreeNode root = new TreeNode(nums[0]);
        nodeQueue.offer(root); //offer()添加元素
        TreeNode cur;
        // 记录当前行节点的数量(注意不一定是2的幂,而是上一行中非空节点的数量乘2)
        int lineNodeNum = 2;
        // 记录当前行中数字在数组中的开始位置
        int startIndex = 1;
        // 记录数组中剩余的元素的数量
        int restLength = nums.length - 1;

        while (restLength > 0) {
            // 只有最后一行可以不满,其余行必须是满的
//            // 若输入的数组的数量是错误的,直接跳出程序
//            if (restLength < lineNodeNum) {
//                System.out.println("Wrong Input!");
//                return new TreeNode(0);
//            }
            for (int i = startIndex; i < startIndex + lineNodeNum; i = i + 2) {
                // 说明已经将nums中的数字用完,此时应停止遍历,并可以直接返回root
                if (i == nums.length) return root;
                cur = nodeQueue.poll();  //移除并返回队列头部元素
                if (nums[i] != null) {
                    cur.left = new TreeNode(nums[i]);
                    nodeQueue.offer(cur.left);  //offer()添加元素
                }
                // 同上,说明已经将nums中的数字用完,此时应停止遍历,并可以直接返回root
                if (i + 1 == nums.length) return root;
                if (nums[i + 1] != null) {
                    cur.right = new TreeNode(nums[i + 1]);
                    nodeQueue.offer(cur.right);
                }
            }
            startIndex += lineNodeNum;
            restLength -= lineNodeNum;
            lineNodeNum = nodeQueue.size() * 2;
        }

        return root;
    }

    public static void preOrder(TreeNode root) {//前序排列
        if (root == null) return;
        System.out.print(root.val + " ");
        preOrder(root.left);
        preOrder(root.right);
    }

    public static void midOrder(TreeNode root) {//中序排列
        if (root == null) return;
        midOrder(root.left);
        System.out.print(root.val + " ");
        midOrder(root.right);
    }

    public static void aftOrder(TreeNode root) {//后序排列
        if (root == null) return;
        aftOrder(root.left);
        aftOrder(root.right);
        System.out.print(root.val + " ");
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("\n案例1");
        Integer[] nums = {1, 2, 2, 3, 3, 3, 3};
        TreeNode tree = constructTree(nums);
        TreeOperation.show(tree);
        System.out.println("先序遍历:");
        preOrder(tree);
        System.out.println();
        System.out.println("中序遍历:");
        midOrder(tree);
        System.out.println();
        System.out.println("后序遍历:");
        aftOrder(tree);
        System.out.println();


        /**
        用于测试的树,与上例中相同
              5
             / \
            4   8
           /   / \
          11  13  4
         /  \      \
        7    2      1
        */
        System.out.println("\n案例2");
        Integer[] nums2 = {5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,null,1};
        TreeNode tree2 = constructTree(nums2);
        TreeOperation.show(tree2);
        System.out.println("后序遍历:");
        preOrder(tree2);  // 预期结果:5 4 11 7 2 8 13 4 1
        System.out.println();
        // 将刚刚创建的树打印出来


        // 调试打印树
        System.out.println("\n案例3");
        Integer[] nums3 = { 1, 2, 3, 4, 5 ,6, 7 };
        // 根据给定的数组创建一棵树
        TreeNode tree3 = constructTree(nums3);
        // 将刚刚创建的树打印出来
        TreeOperation.show(tree3);
    }

}

树结构打印

代码语言:txt
复制
package com.haowang.TestUtils;
public class TreeOperation {
     /*
    树的结构示例:
              1
            /   \
          2       3
         / \     / \
        4   5   6   7
    */

    // 用于获得树的层数
    public static int getTreeDepth(UseCase_BinaryTree.TreeNode root) {
        return root == null ? 0 : (1 + Math.max(getTreeDepth(root.left), getTreeDepth(root.right)));
    }

    private static void writeArray(UseCase_BinaryTree.TreeNode currNode, int rowIndex, int columnIndex, String[][] res, int treeDepth) {
        // 保证输入的树不为空
        if (currNode == null) return;
        // 先将当前节点保存到二维数组中
        res[rowIndex][columnIndex] = String.valueOf(currNode.val);

        // 计算当前位于树的第几层
        int currLevel = ((rowIndex + 1) / 2);
        // 若到了最后一层,则返回
        if (currLevel == treeDepth) return;
        // 计算当前行到下一行,每个元素之间的间隔(下一行的列索引与当前元素的列索引之间的间隔)
        int gap = treeDepth - currLevel - 1;

        // 对左儿子进行判断,若有左儿子,则记录相应的"/"与左儿子的值
        if (currNode.left != null) {
            res[rowIndex + 1][columnIndex - gap] = "/";
            writeArray(currNode.left, rowIndex + 2, columnIndex - gap * 2, res, treeDepth);
        }

        // 对右儿子进行判断,若有右儿子,则记录相应的"\"与右儿子的值
        if (currNode.right != null) {
            res[rowIndex + 1][columnIndex + gap] = "\\";
            writeArray(currNode.right, rowIndex + 2, columnIndex + gap * 2, res, treeDepth);
        }
    }

    public static void show(UseCase_BinaryTree.TreeNode root) {
        if (root == null) System.out.println("EMPTY!");
        // 得到树的深度
        int treeDepth = getTreeDepth(root);

        // 最后一行的宽度为2的(n - 1)次方乘3,再加1
        // 作为整个二维数组的宽度
        int arrayHeight = treeDepth * 2 - 1;
        int arrayWidth = (2 << (treeDepth - 2)) * 3 + 1;
        // 用一个字符串数组来存储每个位置应显示的元素
        String[][] res = new String[arrayHeight][arrayWidth];
        // 对数组进行初始化,默认为一个空格
        for (int i = 0; i < arrayHeight; i ++) {
            for (int j = 0; j < arrayWidth; j ++) {
                res[i][j] = " ";
            }
        }

        // 从根节点开始,递归处理整个树
        // res[0][(arrayWidth + 1)/ 2] = (char)(root.val + '0');
        writeArray(root, 0, arrayWidth/ 2, res, treeDepth);

        // 此时,已经将所有需要显示的元素储存到了二维数组中,将其拼接并打印即可
        for (String[] line: res) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            for (int i = 0; i < line.length; i ++) {
                sb.append(line[i]);
                if (line[i].length() > 1 && i <= line.length - 1) {
                    i += line[i].length() > 4 ? 2: line[i].length() - 1;
                }
            }
            System.out.println(sb.toString());
        }
    }
}

参考资料

LeetCode如何构建链表和树的测试用例

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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