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PHP二叉树递归遍历技巧与优化方法

2025-08-05 20:06:32 0浏览收藏

“纵有疾风来，人生不言弃”，这句话送给正在学习文章的朋友们，也希望在阅读本文《PHP二叉树递归遍历：避免循环与优化技巧》后，能够真的帮助到大家。我也会在后续的文章中，陆续更新文章相关的技术文章，有好的建议欢迎大家在评论留言，非常感谢！

PHP 二叉树递归遍历：解决无限循环及代码优化

本文旨在帮助开发者解决 PHP 中二叉树递归遍历时可能出现的无限循环问题，并提供代码优化建议。我们将深入探讨问题的根源，例如构造函数名称错误、内部函数的使用不当以及变量作用域等，并提供修正后的代码示例，确保二叉树的正确创建和遍历。此外，还将介绍二叉搜索树的概念，并提供更健壮的实现方案。

在 PHP 中实现二叉树的递归遍历时，开发者可能会遇到“Cannot use '$this' in non-object context”的警告，甚至导致无限循环。这通常是由于对 PHP 的面向对象特性理解不够深入，或者对代码结构组织不当造成的。以下将详细分析问题的原因，并提供解决方案。

常见错误分析

构造函数名称错误： PHP 中类的构造函数应该命名为 __construct()，而不是 __constructor()。这是最常见，也是最容易忽略的错误。错误的构造函数名称会导致对象初始化失败，进而影响后续的操作。
内部函数的使用： 在 PHP 中，不建议在函数内部定义函数。这不仅会降低代码的可读性，还可能导致“Cannot redeclare function”的错误，尤其是在方法被多次调用时。
$this 的使用： 在类的方法内部调用其他方法时，必须使用 $this->。如果在非对象上下文中尝试使用 $this，PHP 会抛出警告。
变量作用域： 在递归函数中，如果需要共享数据，应该通过引用传递变量。否则，每次递归调用都会创建新的变量副本，导致数据丢失。
二叉树与二叉搜索树： 二叉树是一种通用的树形结构，而二叉搜索树（BST）是一种特殊的二叉树，它的左子树中的所有节点的值都小于根节点的值，右子树中的所有节点的值都大于根节点的值。在实现二叉树时，需要明确目标是二叉树还是二叉搜索树，并根据需求选择合适的实现方式。

修正后的代码示例

以下是修正后的代码示例，解决了上述问题，并提供了更清晰的二叉搜索树实现：

<?php

class Node {
  public $value;
  public $right = null;
  public $left = null;

  function __construct($value) {
    $this->value = $value;
  }
}

class BinaryTree {
  public $root;

  function __construct() {
    $this->root = null;
  }

  function create($value) {
    $newNode = new Node($value);
    if ($this->root === null) {
      $this->root = $newNode;
      return $newNode;
    }

    $current = $this->root;
    while($current !== null){        
        if($current->value > $value){
            if($current->left === null){
                $current->left = $newNode;
                break;
            }else{
                $current = $current->left;
            }
        }else if($current->value < $value){
            if($current->right === null){
                $current->right = $newNode;
                break;
            }else{
                $current = $current->right;
            }
        }else{
            throw new \Exception("Node with $value already exists.");
        }
    }

    return $newNode;
  }

  function preOrder() {
    $visited = [];
    $current = $this->root;
     $this->traversePreOrder($current,$visited);
    return $visited;
  }

  function traversePreOrder($node,&$visited) {
    array_push($visited, $node->value);
    if ($node->left !== null)  $this->traversePreOrder($node->left,$visited);
    if ($node->right !== null)  $this->traversePreOrder($node->right,$visited);
  }

  function postOrder() {
    $visited = [];
    $current = $this->root;
    $this->traversePostOrder($current,$visited);
    return $visited;
  }

  function traversePostOrder($node,&$visited) {
    if ($node->left !== null)  $this->traversePostOrder($node->left,$visited);
    if ($node->right !== null)  $this->traversePostOrder($node->right,$visited);
    array_push($visited, $node->value);
  }

  function inOrder() {
    $visited = [];
    $current = $this->root;
    $this->traverseInOrder($current,$visited);
    return $visited;
  }

  function traverseInOrder($node,&$visited) {
    if ($node->left != null)  $this->traverseInOrder($node->left,$visited);
    array_push($visited, $node->value);
    if ($node->right !== null)  $this->traverseInOrder($node->right,$visited);
  }
}

$tree = new BinaryTree();

$tree->create(50);
$tree->create(30);
$tree->create(45);
$tree->create(12);
$tree->create(29);

echo "inOrder: ". implode(",",$tree->inOrder()),PHP_EOL;
echo "preOrder: ". implode(",",$tree->preOrder()),PHP_EOL;
echo "postOrder: ". implode(",",$tree->postOrder()),PHP_EOL;

代码解释：

构造函数： 使用 __construct() 正确定义了构造函数。
create() 方法： 该方法实现了二叉搜索树的插入逻辑。它首先创建一个新节点，然后从根节点开始遍历树，直到找到合适的位置插入新节点。
递归遍历方法： preOrder(), inOrder(), 和 postOrder() 方法分别实现了前序、中序和后序遍历。它们调用了相应的 traverse 方法进行递归遍历。
traverse 方法： 这些方法接收当前节点和 $visited 数组的引用作为参数。通过引用传递 $visited 数组，可以确保在递归调用中共享同一个数组，从而收集所有访问过的节点的值。
输出： 使用 implode() 函数将数组转换为字符串，以便使用 echo 输出。

注意事项：