如何實現GetAllNodes方法以按級別順序返回所有節點的集合？

Question

public class TreeNode<T>
{
  private List<TreeNode<T>> _children = new List<TreeNode<T>>();
  public T Data { get; set; }
  public TreeNode<T> Parent { get; private set; }
  public ReadOnlyCollection<TreeNode<T>> Children {
    get {
      return new ReadOnlyCollection<TreeNode<T>>(_children);
    }
  }
  public void AddChild(TreeNode<T> child)
  {
    _children.Add(child);
  }
  public ICollection<TreeNode<T>> GetAllNodes()
  {
    throw new NotImplementedException();
  }
}

Answer 1

這種遍歷稱為廣度優先遍歷 ：

public ICollection<TreeNode<T>> GetAllNodes()
{
    var allNodes = new List<TreeNode<T>>();
    var queue = new Queue<TreeNode<T>>();
    queue.Enqueue(this); // will include root node

    while (queue.Any())
    {
        var current = queue.Dequeue();
        allNodes.Add(current);
        foreach (var child in current._children)
            queue.Enqueue(child);
    }

    return allNodes;
}

工作原理：考慮以下樹

讓我們看看什么隊列[方括號]將包含什么以及將添加到結果（括號）：

循環前：

• 將根添加到隊列： [N0]

第一循環：

• 從隊列中刪除的第一項：
• 第一項添加到結果中： (N0)
• N0所有子代都添加到隊列中： [N1-1][N1-2]

第二循環：

• 從隊列中刪除的第一項N1-1 ： [N1-2]
• 添加到結果中的第一項： (N0)(N1-1)
• N1-1所有N1-1都添加到隊列中： [N1-2][N2-1]

第三循環：

• 從隊列中刪除第一個項目N1-2 ： [N2-1]
• 添加到結果中的第一項： (N0)(N1-1)(N1-2)
• N1-2所有N1-2都添加到隊列中： [N2-1][N2-2][N2-3]

第四個循環：

• 從隊列中刪除的第一項N2-1 ： [N2-2][N2-3]
• 添加到結果中的第一項： (N0)(N1-1)(N1-2)(N2-1)
• N2-1所有子N2-1都添加到隊列中： [N2-2][N2-3][N3-1]

所有這些項目都沒有子項，因此進一步的循環只會從隊列中逐一刪除它們並將其添加到結果中。