使用递归遍历并转换树形数据（以 TypeScript 为例）

时间 2019-11-06

原文原文链接

一个朋友问我应该怎么从一个树的 JSON 数组生成 HTML，使用 <ul> 和 <li> 来构建页面元素。因而我简单的画了个树型结构图node

而后写了对应的模拟数据（JavaScript 对象）算法

const data = {
    name: "A",
    nodes: [
        { name: "B", nodes: [{ name: "F" }] },
        { name: "C" },
        {
            name: "D",
            nodes: [
                { name: "G" },
                { name: "H" },
                { name: "I", nodes: [{ name: "J" }, { name: "K" }] }
            ]
        },
        { name: "E" }
    ]
};

最后写了一个递归，生成了 HTML 的树型结构。本来是用 JavaScript ES6 写的，为了代表数据结构，这里改用 TypeScript 来写：typescript

interface INode {
    name: string;
    nodes?: INode[];
}

function makeTree(roots: INode[]): JQuery<HTMLElement> {
    function makeNode(node: INode): JQuery<HTMLElement> {
        const $div = $("<div>").text(node.name || "");
        const $li = $("<li>").append($div);
        if (node.nodes && node.nodes.length) {
            $li.append(makeNodeList(node.nodes));
        }
        return $li;
    }

    function makeNodeList(nodes: INode[]): JQuery<HTMLElement> {
        return nodes
            .map(child => makeNode(child))
            .reduce(($ul, $li) => {
                return $ul.append($li);
            }, $("<ul>"));
    }

    return makeNodeList(roots);
}

效果仍是蛮不错的编程

看看源码（转译成 JS 以后的）：http://jsfiddle.net/y7bw4yj2/数组

而后朋友说没看明白，好吧，那我从头讲起数据结构

遍历方法

树形数据的遍历有两种方法，你们都知道：广度遍历和深度遍历。通常状况下，广度遍历是采用队列来实现，而深度遍历刚更适合使用递归来实现。app

广度遍历

从图上大体能够理解广度遍历的过程：dom

准备一个空队列；
将根（单根或多根都可）节点放到队列中；
从队列中取出一个节点
处理（好比打印）这个节点
检查节点的子节点，若是有，所有依次添加到队列中
回到第 3 步开始处理，直到队列为空（处理完成）

function travelWidely(roots: INode[]) {
    const queue: INode[] = [...roots];
    while (queue.length) {
        const node = queue.shift()!;
        // 打印节点名称及其子节点数
        console.log(`${node.name} ${node.nodes && node.nodes.length || ""}`);
        if (node.nodes && node.nodes.length) {
            queue.push(...node.nodes);
        }
    }
}

// 开始遍历
travelWidely([data]);

const node = queue.shift()!，这后面的 ! 后缀表示声明其结果不为 undefined 或 null。这是一个 TypeScript 语法。因为 .shift() 在数组中没有元素时会返回 undefined，因此其返回类型被声明为 INode | undefined，因为从逻辑能够保证 .shift() 必定会返回一个节点对象，因此这里用 ! 后缀忽略类型中的 undefined 部分，使 node 的类型被推导为 INode。ide

代码里稍难理解一点的是要注意 queue 的内容和长度随时在变化。若是想使用 for 代替 while 循环，节点序号会因 .shift() 而不断变化，因此 i < queue.length 这样的判断是错误的。函数

深度遍历

深度遍历是一个递归过程，递归一直是编程的难点。

递归是一个循环往复的处理过程，它有两个点须要注意：

递归调用点，递归调用本身（或另外一个可能会调用本身的函数）
递归结束点，退出当前函数

以树节点为例，咱们指望处理过程是处理（打印）一个树结点，即 printNode(node: INode)。那么它的

递归调用点：若是该节点有子节点，依次对子节点调用 printNode(children[i])
递归结束点：处理完全部子节点（子节点数量是有限的，因此必定会结束）

用一段伪代码描述这一过程

function printNode(node: INode) {
    // 处理该节点
    console.log(node.name);
    
    // 递归调用点：循环对子节点调用 printNode
    node.nodes!.forEach(child => printNode(child));
    
    // 递归结束点：循环完成，return
}

上面两句代码就完成了递归过程，但实际上状况还要复杂些，由于要处理入口和容错。

// 注意参数支持传入单根或多根，
// 若是像 travelWidely 那样只支持多根（单根是特例）也是能够的
function travelDeeply(roots: INode | INode[]) {
    function printNode(node: INode) {
        console.log(`${node.name} ${node.nodes && node.nodes.length || ""}`);
        if (node.nodes && node.nodes.length) {
            // 依次对子节点递归调用 printNode
            node.nodes.forEach(child => printNode(child));
        }
    }

    // 这里 printNode 和 node => printNode(node) 等价
    (Array.isArray(roots) ? roots : [roots]).forEach(printNode);
}

// 开始遍历
travelDeeply(data);

关于递归，我正好在慕课网上讲生成数据解决方案的时候讲到了，有兴趣能够看看。

遍历还没讲完

上面两种遍历都讲到了，可是还没讲完——由于两种遍历都是以打印为例，而咱们的目的是要生成 DOM 树。生成 DOM 树与纯打印信息的不一样之处在于，咱们不只要使用节点信息，还要从节点信息生成 DOM 返回出来。

深度遍历生成节点

此次先讲深度遍历，由于递归更容易实现。递归自己具备层次信息，每进入一个递归调用点，就会深刻一层，每离开一个递归结束点，就会减小一层。因此这个算法自己可以保留结构信息，相应代码也会更容易实现。并且在本文一开始，就已经实现出来了。

须要注意的一点是那段代码用了两个函数来完成递归过程：

makeNode 处理单个节点，它调用 makeNodeList 处理子节点列表
makeNodeList 遍历节点列表，分别对其调用 makeNode 来进行处理

makeNode 和 makeNodeList 的相互调用造成了递归，上述两条都是递归调用点，而递归结束点一样也有两条：

makeNode 处理的节点没有子节点时，不会调用 makeNodeList
makeNodeList 中的循环结束时，不会再调用 makeNode

广度遍历生成节点

广度遍历的过程是把全部节点扁平化到一个队列中了，这个过程是不可逆的，换句话说，咱们在处理过程当中丢掉了树形结构信息。而后咱们要生成的 DOM 树，是须要结构信息的——所以，须要将结构信息附加在每一个节点上。这里咱们把生成的 DOM 和数据节点绑定起来，由 DOM 保存结构信息。为此，须要修改一下节点类型

interface INode {
    name: string;
    nodes?: INode[];
    dom: JQuery;    // 附加生成的 DOM
}

function makeTreeWidely(roots: INode[]): JQuery {
    // 从一组节点生成 <ul>，为每一个节点生成并附加 <li>，
    // 同时将 <li> 到到 <ul> 中保存结构信息
    function makeUl(nodes: INode[]) {
        return nodes
            .map(node => {
                const $li = $("<li>")
                    .append($("<div>").text(node.name || ""));
                node.dom = $li;
                return $li;
            })
            .reduce(($ul, $li) => $ul.append($li), $("<ul>"));
    }

    const $rootUl = makeUl(roots);

    const queue: INode[] = [...roots];
    while (queue.length) {
        const node = queue.shift()!;

        if (node.nodes && node.nodes.length) {
            const $ul = makeUl(node.nodes);
            node.dom.append($ul);
            queue.push(...node.nodes);
        }
    }
    return $rootUl;
}

虽然这里和上面讲递归遍历 printNode 的时候同样定义了局部函数表达式 makeUl，但这里没有递归，由于 makeUl 内部没有调用自身，或者某个会调用 makeUl 的函数。

但问题仍是再深刻一点，由于上面的代码改变了原数据。而通常状况下，咱们应该尽可能避免这样的反作用

没有反作用的广度遍历生成节点

// 声明一个新结构，它把 INode 和 DOM 组合在一块儿。
// 这个结构将代替 INode 做为队列的元素类型
interface IDomNode {
    node: INode;
    dom: JQuery;
}

function makeTreeWidely(roots: INode[]): JQuery {
    // convert 将节点数组转换为 IDomNode 数组，
    // 同时还干了原来 makeUl 干的事情，返回一个 $ul
    function convert(nodes: INode[]) {
        const domNodes = nodes
            .map(node => {
                const $li = $("<li>")
                    .append($("<div>").text(node.name || ""));
                return {
                    node,
                    dom: $li
                };
            });

        const $ul = domNodes
            .reduce(($ul, dn) => $ul.append(dn.dom), $("<ul>"));

        // 将两个数组组成一个元组（对象）返回
        return {
            domNodes,
            $ul
        };
    }

    // 解析元组，声明变量 queue 和 $rootUl，
    // 并分别将 domNodes 和 $ul 的值赋值给 queue 和 $rootUl 两个变量
    const { domNodes: queue, $ul: $rootUl } = convert(roots);

    while (queue.length) {
        const { node, dom } = queue.shift()!;

        if (node.nodes && node.nodes.length) {
            const { domNodes, $ul } = convert(node.nodes);
            dom.append($ul);
            queue.push(...domNodes);
        }
    }
    return $rootUl;
}

看疗效：http://jsfiddle.net/y7bw4yj2/1/