天书般的Tree工具类

3.1 JAVA中树形对象的定义

在JAVA中树形结构是通过对象嵌套方式来定义的，如MenuVo对象中有一个子对象subMenus：

@Data
public class MenuVo {private Long id;private Long pId;private String name;private Integer rank=0;private List<MenuVo> subMenus=new ArrayList<>();
}

3.2 JSON数据格式中的树形结构

JSON数据天然就是树形结果，如以下展示一个简单的JSON树形结构：

[{"id": 0,"subMenus": [{"id": 2,"subMenus": [{"id": 5,"pid": 2}],"pid": 0}],"pid": -1}
]

TreeUtil代码分析

4.1 makeTree()构建树

直接看这神一样的方法makeTree()：

public class TreeUtil {public static <E> List<E> makeTree(List<E> list, Predicate<E> rootCheck, BiFunction<E, E, Boolean> parentCheck, BiConsumer<E, List<E>> setSubChildren) {return list.stream().filter(rootCheck).peek(x -> setSubChildren.accept(x, makeChildren(x, list, parentCheck, setSubChildren))).collect(Collectors.toList());}private static <E> List<E> makeChildren(E parent, List<E> allData, BiFunction<E, E, Boolean> parentCheck, BiConsumer<E, List<E>> setSubChildren) {return allData.stream().filter(x -> parentCheck.apply(parent, x)).peek(x -> setSubChildren.accept(x, makeChildren(x, allData, parentCheck, setSubChildren))).collect(Collectors.toList());}
}

是不是完全看不懂？像看天书一样？makeTree方法为了通用使用了泛型+函数式编程+递归，正常人一眼根本看不这是在干什么的，我们先不用管这个makeTree合成树的代码原理，先直接看如何使用:

MenuVo menu0 = new MenuVo(0L, -1L);
MenuVo menu1 = new MenuVo(1L, 0L);
MenuVo menu2 = new MenuVo(2L, 0L);
MenuVo menu3 = new MenuVo(3L, 1L);
MenuVo menu4 = new MenuVo(4L, 1L);
MenuVo menu5 = new MenuVo(5L, 2L);
MenuVo menu6 = new MenuVo(6L, 2L);
MenuVo menu7 = new MenuVo(7L, 3L);
MenuVo menu8 = new MenuVo(8L, 3L);
MenuVo menu9 = new MenuVo(9L, 4L);
//基本数据
List<MenuVo> menuList = Arrays.asList(menu0,menu1, menu2,menu3,menu4,menu5,menu6,menu7,menu8,menu9);
//合成树
List<MenuVo> tree= TreeUtil.makeTree(menuList, x->x.getPId()==-1L,(x, y)->x.getId().equals(y.getPId()), MenuVo::setSubMenus);
System.out.println(JsonUtils.toJson(tree));

我们结合这个简单的合成菜单树看一下这个makeTree()方法参数是如何使用的：

第1个参数List list，为我们需要合成树的List，

如上面Demo中的menuList
第2个参数Predicate rootCheck，判断为根节点的条件，

如上面Demo中pId==-1就是根节点
第3个参数parentCheck 判断为父节点条件，

如上面Demo中 id==pId
第4个参数setSubChildren，设置下级数据方法

如上面Demo中：Menu::setSubMenus

有了上面这4个参数，只要是合成树场景，这个TreeUtil.makeTree()都可以适用，比如我们要合成一个部门树：

@Data
public class GroupVO {private String groupId;private String parentGroupId;private String groupName;private List<GroupVO> subGroups=new ArrayList<>();
}

groupId是部门ID，根部门的条件是parentGroupId=null, 那么调用合成树的方法为:

List<GroupVO> groupTree=TreeUtil.makeTree(groupList, x->x.getParentGroupId==null,(x, y)->x.getGroupId().equals(y.getParentGroupId), GroupVO::setSubGroups);

是不是很优雅？很通用？完全不需要实现什么接口、定义什么TreeNode、增加什么TreeConfig，静态方法直接调用就搞定。一个字：绝！

5.1 去掉泛型和函数接口

第一步我们可以把泛型和函数接口去掉，再看一下一个如何使用递归合成树：

    public static List<MenuVo> makeTree(List<MenuVo> allDate,Long rootParentId) {List<MenuVo> roots = new ArrayList<>();// 1、获取所有根节点for (MenuVo menu : allDate) {if (Objects.equals(rootParentId, menu.getPId())) {roots.add(menu);}}// 2、所有根节点设置子节点for (MenuVo root : roots) {makeChildren(root, allDate);}return roots;}public static MenuVo makeChildren(MenuVo root, List<MenuVo> allDate) {//遍历所有数据，获取当前节点的子节点for (MenuVo menu : allDate) {if (Objects.equals(root.getId(), menu.getPId())) {makeChildren(menu, allDate);//将是当前节点的子节点添加到当前节点的subMenus中root.getSubMenus().add(menu);}}return root;}

调用方法：

       List<MenuVo> tree2 = parseTree(menuList,-1L);

通过上面的两个方法可以合成树的基本逻辑，主要分为三步：

找到所有根节点
遍历所有根节点设置子节点
遍历allDate查询子节点

5.2 使用函数优化

看懂上面的代码后，我们再给加上函数式接口：

    public static List<MenuVo> makeTree(List<MenuVo> allDate, Predicate<MenuVo> rootCheck, BiFunction<MenuVo, MenuVo, Boolean> parentCheck, BiConsumer<MenuVo, List<MenuVo>> setSubChildren) {// 1、获取所有根节点List<MenuVo> roots = allDate.stream().filter(x->rootCheck.test(x)).collect(Collectors.toList());;// 2、所有根节点设置子节点roots.stream().forEach(x->makeChildren(x,allDate,parentCheck,setSubChildren));return roots;}public static MenuVo makeChildren(MenuVo root, List<MenuVo> allDate,BiFunction<MenuVo, MenuVo, Boolean> parentCheck, BiConsumer<MenuVo, List<MenuVo>> setSubChildren) {//遍历所有数据，获取当前节点的子节点allDate.stream().filter(x->parentCheck.apply(root,x)).forEach(x->{makeChildren(x, allDate,parentCheck,setSubChildren);//将是当前节点的子节点添加到当前节点的subMenus中setSubChildren.accept(x,allDate);});return root;}

结合前面的方式再来看这个函数式接口是不是简单多了，只是写法上函数化了而已。使用函数优化的整体结构和最终的方法有点像了，最后再使用泛型优化就成了最终版本。从这个例子来看代码还是要不断优化的，大神可以直接写出神一样的代码，小弟一步步优化，一点点进步也是能写出大神一样的代码的。

6.1 遍历Tree

学习过二叉树都知道遍历二叉树有先序、中序、后序、层序，如果这些不清楚的可以先去学习一下,针对Tree的遍历这里提供了三个方法：先序forPreOrder()，后序forPostOrder(),层序forLevelOrder()：

public static <E> void forPreOrder(List<E> tree, Consumer<E> consumer, Function<E, List<E>> getSubChildren) {for (E l : tree) {consumer.accept(l);List<E> es = getSubChildren.apply(l);if (es != null && es.size() > 0) {forPreOrder(es, consumer, getSubChildren);}}
}public static <E> void forLevelOrder(List<E> tree, Consumer<E> consumer, Function<E, List<E>> getSubChildren) {Queue<E> queue = new LinkedList<>(tree);while (!queue.isEmpty()) {E item = queue.poll();consumer.accept(item);List<E> childList = getSubChildren.apply(item);if (childList != null && !childList.isEmpty()) {queue.addAll(childList);}}
}public static <E> void forPostOrder(List<E> tree, Consumer<E> consumer, Function<E, List<E>> getSubChildren) {for (E item : tree) {List<E> childList = getSubChildren.apply(item);if (childList != null && !childList.isEmpty()) {forPostOrder(childList, consumer, getSubChildren);}consumer.accept(item);}
}

我们看测试方法：

//先序
StringBuffer preStr=new StringBuffer();
TreeUtil.forPreOrder(tree,x-> preStr.append(x.getId().toString()),Menu::getSubMenus);
Assert.assertEquals("0137849256",preStr.toString());//层序
StringBuffer levelStr=new StringBuffer();
TreeUtil.forLevelOrder(tree,x-> levelStr.append(x.getId().toString()),Menu::getSubMenus);
Assert.assertEquals("0123456789",levelStr.toString());//后序
StringBuffer postOrder=new StringBuffer();
TreeUtil.forPostOrder(tree,x-> postOrder.append(x.getId().toString()),Menu::getSubMenus);
Assert.assertEquals("7839415620",postOrder.toString());

通过这个Demo我们解释一下遍历中的几个参数：

tree 需要遍历的树，就是makeTree()合成的对象
Consumer consumer 遍历后对单个元素的处理方法，

如：x-> System.out.println(x)、 postOrder.append(x.getId().toString())
Function<E, List> getSubChildren,获取下级数据方法，

如Menu::getSubMenus

有了这三个方法遍历Tree是不是和遍历List一样简单方便了？二个字：绝了！！

6.2 flat打平树

我们可以将一个List使用markTree()构建成树，就可以使用flat()将树还原成List

    public static <E> List<E> flat(List<E> tree, Function<E, List<E>> getSubChildren, Consumer<E> setSubChildren) {List<E> res = new ArrayList<>();forPostOrder(tree, item -> {setSubChildren.accept(item);res.add(item);}, getSubChildren);return res;}

使用方法：

    List<Menu> flat = TreeUtil.flat(tree, Menu::getSubMenus,x->x.setSubMenus(null));Assert.assertEquals(flat.size(),menuList.size());flat.forEach(x->{Assert.assertTrue(x.getSubMenus()==null);});

flat()参数解释：

tree 需要打平的树,就是makeTree()合成的对象
Function<E, List> getSubChildren,获取下级数据方法，

如Menu::getSubMenus
Consumer setSubChildren,设置下级数据方法，

如：x->x.setSubMenus(null)

6.3 sort()排查

我们知道针对List，可以使用list.sort()直接排序，那么针对树，就可以调用sort()方法直接对树中所有子节点直接排序：

    public static <E> List<E> sort(List<E> tree, Comparator<? super E> comparator, Function<E, List<E>> getChildren) {for (E item : tree) {List<E> childList = getChildren.apply(item);if (childList != null && !childList.isEmpty()) {sort(childList,comparator,getChildren);}}tree.sort(comparator);return tree;}

比如MenuVo有一个rank值，表明排序权重

        MenuVo menu0 = new MenuVo(0L, -1L);MenuVo menu1 = new MenuVo(1L, 0L);menu1.setRank(100);MenuVo menu2 = new MenuVo(2L, 0L);menu2.setRank(1);MenuVo menu3 = new MenuVo(3L, 1L);MenuVo menu4 = new MenuVo(4L, 1L);MenuVo menu5 = new MenuVo(5L, 2L);menu5.setRank(5);MenuVo menu6 = new MenuVo(6L, 2L);MenuVo menu7 = new MenuVo(7L, 3L);menu7.setRank(5);MenuVo menu8 = new MenuVo(8L, 3L);menu8.setRank(1);MenuVo menu9 = new MenuVo(9L, 4L);List<MenuVo> menuList = Arrays.asList(menu0,menu1, menu2,menu3,menu4,menu5,menu6,menu7,menu8,menu9);//合成树List<MenuVo> tree= TreeUtil.makeTree(menuList, x->x.getPId()==-1L,(x, y)->x.getId().equals(y.getPId()), MenuVo::setSubMenus);System.out.println(JsonUtils.toJson(tree));

如果我们想按rank正序：

     List<MenuVo> sortTree= TreeUtil.sort(tree, Comparator.comparing(MenuVo::getRank), MenuVo::getSubMenus);

如查我们想按rank倒序：

      List<MenuVo> sortTree= TreeUtil.sort(tree, (x,y)->y.getRank().compareTo(x.getRank()), MenuVo::getSubMenus);

sort参数解释：

tree 需要排序的树,就是makeTree()合成的对象
Comparator<? super E> comparator 排序规则Comparator，如：Comparator.comparing(MenuVo::getRank) 按Rank正序 ,

(x,y)->y.getRank().compareTo(x.getRank())，按Rank倒序
Function<E, List> getChildren 获取下级数据方法，

如：MenuVo::getSubMenus