如何直观形象地树状打印一棵二叉树？

网上绝大部分的二叉树打印效果都十分潦草，也不够直观形象，最近自己用JS写了个图形化小工具BinaryTreeGraph，也用Java写了个打印器BinaryTreePrinter，还有个Objective-C版本BinaryTreePrinterOC
具体代码实现请看github

BinaryTreeGraph（JS版）

• 在线演示：BinaryTreeGraph

BinaryTreePrinter（Java版）

简介

• 树状打印一棵二叉树
• 比如输入一棵二叉搜索树
  • [381, 12, 410, 9, 40, 394, 540, 35, 190, 476, 760, 146, 445, 600, 800]
• 就会输出

• 或者输出

核心API

public final class BinaryTrees {
	// 打印一棵二叉树
	public static void print(BinaryTreeInfo tree);
	public static void print(BinaryTreeInfo tree, PrintStyle style);

	// 打印一棵二叉树（打印完自动换行）
	public static void println(BinaryTreeInfo tree);
	public static void println(BinaryTreeInfo tree, PrintStyle style);

	// 获得一棵二叉树的打印字符串
	public static String printString(BinaryTreeInfo tree);
	public static String printString(BinaryTreeInfo tree, PrintStyle style);

	// 可选的打印样式
	public enum PrintStyle {
		LEVEL_ORDER, 
		INORDER
	}
}

示例

实现BinaryTreeInfo

• 根节点是谁？
• 如何查找左节点？
• 如何查找右节点？
• 如何打印单个节点？

/**
* BinarySearchTree是你自己编写的二叉树类
*/
public class BinarySearchTree<E> implements BinaryTreeInfo {
	/**这里省略了大量代码，只贴出了脉络代码**/
	
	private Node<E> root;
	private static class Node<E> {
		E element;
		Node<E> left;
		Node<E> right;
	}
	
	/********** BinaryTreeInfo **********/
	@Override
	public Object root() {
		// 根节点是谁？
		return root;
	}

	@Override
	public Object left(Object node) {
		// 如何查找左节点？
		return ((Node<E>)node).left;
	}

	@Override
	public Object right(Object node) {
		// 如何查找右节点？
		return ((Node<E>)node).right;
	}

	@Override
	public Object string(Object node) {
		// 如何打印单个节点？
		return ((Node<E>)node).element;
	}
	/********** BinaryTreeInfo **********/
}

打印

// 随机生成的一棵二叉搜索树（random generation）
BinarySearchTree<Integer> bst = ...;

// PrintStyle.LEVEL_ORDER（层序打印）
BinaryTrees.println(bst); 

// PrintStyle.INORDER（中序打印）
BinaryTrees.println(bst, PrintStyle.INORDER);

生成字符串写入文件

Files.writeToFile("F:/test/bst.txt", BinaryTrees.printString(bst));

不需要定义二叉树类

BinaryTrees.println(new BinaryTreeInfo() {
	@Override
	public Object root() {
		return 8;
	}

	@Override
	public Object left(Object node) {
		if (node.equals(8)) return 3;
		if (node.equals(3)) return 1;
		if (node.equals(6)) return 4;
		if (node.equals(14)) return 13;
		return null;
	}

	@Override
	public Object right(Object node) {
		if (node.equals(8)) return 10;
		if (node.equals(10)) return 14;
		if (node.equals(3)) return 6;
		if (node.equals(6)) return 7;
		return null;
	}
	
	@Override
	public Object string(Object node) {
		return node;
	}
});

BinaryTrees.println(new BinaryTreeInfo() {
	@Override
	public Object root() {
		return "Life";
	}
	
	@Override
	public Object left(Object node) {
		if (node.equals("Life")) return "Animal";
		if (node.equals("Person")) return "Man";
		if (node.equals("Animal")) return "Cat";
		if (node.equals("Dog")) return "Teddy";
		return null;
	}
	
	@Override
	public Object right(Object node) {
		if (node.equals("Life")) return "Person";
		if (node.equals("Person")) return "Woman";
		if (node.equals("Animal")) return "Dog";
		if (node.equals("Dog")) return "SingleDog";
		return null;
	}
	
	@Override
	public Object string(Object node) {
		return node;
	}
});

二叉堆

public class BinaryHeap<E> implements BinaryTreeInfo {
	private int size;
	private E[] elements;

	@Override
	public Object root() {
		return 0;
	}

	@Override
	public Object left(Object node) {
		int index = ((int)node << 1) + 1;
		return index >= size ? null : index;
	}

	@Override
	public Object right(Object node) {
		int index = ((int)node << 1) + 2;
		return index >= size ? null : index;
	}

	@Override
	public Object string(Object node) {
		return elements[(int)node];
	}
}

BinaryHeap<Integer> heap = new BinaryHeap<>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
	heap.add((int)(Math.random() * 100));
}
BinaryTrees.println(heap);

BinaryTreePrinterOC

• 实现MJBinaryTreeInfo协议

@interface MJBSTNode : NSObject {
@public
    id _element;
    MJBSTNode *_left;
    MJBSTNode *_right;
}
@end

@interface MJBinarySearchTree : NSObject <MJBinaryTreeInfo>
@end

@interface MJBinarySearchTree() {
    MJBSTNode *_root;
}
@end

@implementation MJBinarySearchTree
#pragma mark - MJBinaryTreeInfo
- (id)left:(MJBSTNode *)node {
    return node->_left;
}

- (id)right:(MJBSTNode *)node {
    return node->_right;
}

- (id)string:(MJBSTNode *)node {
    return node->_element;
}

- (id)root {
    return _root;
}
@end

• 打印

[MJBinaryTrees println:bst];

[MJBinaryTrees println:bst style:MJPrintStyleLevelOrder];

[MJBinaryTrees println:bst style:MJPrintStyleInorder];

NSString *str = [MJBinaryTrees printString:bst];
NSString *file = @"/Users/mj/Desktop/1.txt";
[str writeToFile:file atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];