使用递归遍历并转换树形数据（以TypeScript为例）

一个朋友问我应该怎么从一个树的 JSON 数组生成 HTML，使用

和
• 来构建页面元素。于是我简单的画了个树型结构图

  

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  然后写了对应的模拟数据(JavaScript 对象)

   
   
   
   
  
    
    
    
    
  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" }
    
    
    
    
      ]
    
    
    
    
  }; 
   
   
   
   

  ***写了一个递归，生成了 HTML 的树型结构。原本是用 JavaScript ES6 写的，为了表明数据结构，这里改用 TypeScript 来写：

   
   
   
   
  
    
    
    
    
  interface INode {
    
    
    
    
      name: string;
    
    
    
    
      nodes?: INode[];
    
    
    
    
  }
    
    
    
    
  
    
    
    
    
  function makeTree(roots: INode[]): JQuery {
    
    
    
    
      function makeNode(node: INode): JQuery {
    
    
    
    
          const $div = $("
  ").text(node.name || "");
    
    
    
    
          const $li = $("
  ").append($div);
    
    
    
    
          if (node.nodes && node.nodes.length) {
    
    
    
    
              $li.append(makeNodeList(node.nodes));
    
    
    
    
          }
    
    
    
    
          return $li;
    
    
    
    
      }
    
    
    
    
  
    
    
    
    
      function makeNodeList(nodes: INode[]): JQuery {
    
    
    
    
          return nodes
    
    
    
    
              .map(child => makeNode(child))
    
    
    
    
              .reduce(($ul, $li) => {
    
    
    
    
                  return $ul.append($li);
    
    
    
    
              }, $("
  "));
    
    
    
    
      }
    
    
    
    
  
    
    
    
    
      return makeNodeList(roots);
    
    
    
    
  } 
   
   
   
   

  效果还是蛮不错的

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

  然后朋友说没看明白，好吧，那我从头讲起

  遍历方法

  树形数据的遍历有两种方法，大家都知道：广度遍历和深度遍历。一般情况下，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。

  广度遍历

  从图上大致可以理解广度遍历的过程：

  1. 准备一个空队列;
  2. 将根(单根或多根均可)节点放到队列中;
  3. 从队列中取出一个节点
  4. 处理(比如打印)这个节点
  5. 检查节点的子节点，如果有，全部依次添加到队列中
  6. 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。由于 .shift() 在数组中没有元素时会返回 undefined，所以其返回类型被声明为 INode | undefined，由于从逻辑可以保证 .shift() 一定会返回一个节点对象，所以这里用 ! 后缀忽略类型中的 undefined 部分，使 node 的类型被推导为 INode。

  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。如果想使用 for 代替 while 循环，节点序号会因 .shift() 而不断变化，所以 i < queue.length 这样的判断是错误的。

  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，它有两个点需要注意：

  • 递归调用点，递归调用自己(或另一个可能会调用自己的函数)
  • 递归结束点，退出当前函数

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

  • 递归调用点：如果该节点有子节点，依次对子节点调用 printNode(children[i])
  • 递归结束点：处理完所有子节点(子节点数量是有限的，所以一定会结束)

  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，但实际上情况还要复杂些，因为要处理入口和容错。

   
   
   
   
  
    
    
    
    
  // 注意参数支持传入单根或多根，
    
    
    
    
  // 如果像 travelWidely 那样只支持多根（单根是特例）也是可以的
    
    
    
    
  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，有兴趣可以看看。

  遍历还没讲完

  上面两种遍历都讲到了，但是还没讲完——因为两种遍历都是以打印为例，而我们的目的是要生成 DOM 树。生成 DOM 树与纯打印信息的不同之处在于，我们不仅要使用节点信息，还要从节点信息生成 DOM 返回出来。

  深度遍历生成节点

  这次先讲深度遍历，因为递归更容易实现。递归本身具有层次信息，每进入一个递归调用点，就会深入一层，每离开一个递归结束点，就会减少一层。所以这个算法本身能够保留结构信息，相应代码也会更容易实现。而且在本文一开始，就已经实现出来了。

  需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 的相互调用形成了递归，上述两条都是递归调用点，而递归结束点同样也有两条：

  • 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所有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，我们在处理过程中丢掉了树形结构信息。然后我们要生成的 DOM 树，是需要结构信息的——因此，需要将结构信息附加在每个节点上。这里我们把生成的 DOM 和数据节点绑定起来，由 DOM 保存结构信息。为此，需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 
  ，为每个节点生成并附加 
  ，
    
    
    
    
      // 同时将 
   到到 
   中保存结构信息
    
    
    
    
      function makeUl(nodes: INode[]) {
    
    
    
    
          return nodes
    
    
    
    
              .map(node => {
    
    
    
    
                  const $li = $("
  ")
    
    
    
    
                      .append($("
  ").text(node.name || ""));
    
    
    
    
                  node.dom = $li;
    
    
    
    
                  return $li;
    
    
    
    
              })
    
    
    
    
              .reduce(($ul, $li) => $ul.append($li), $("
  "));
    
    
    
    
      }
    
    
    
    
  
    
    
    
    
      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 的时候一样定义了局部函数表达式 makeUl，但这里没有递归，因为 makeUl 内部没有调用自身，或者某个会调用 makeUl 的函数。

  但问题还是再深入一点，因为上面的代码改变了原数据。而一般情况下，我们应该尽量避免这样的副作用

  没有副作用的广度遍历生成节点

   
   
   
   
  
    
    
    
    
  // 声明一个新结构，它把 INode 和 DOM 组合在一起。
    
    
    
    
  // 这个结构将代替 INode 作为队列的元素类型
    
    
    
    
  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 = $("
  ")
    
    
    
    
                      .append($("
  ").text(node.name || ""));
    
    
    
    
                  return {
    
    
    
    
                      node,
    
    
    
    
                      dom: $li
    
    
    
    
                  };
    
    
    
    
              });
    
    
    
    
  
    
    
    
    
          const $ul = domNodes
    
    
    
    
              .reduce(($ul, dn) => $ul.append(dn.dom), $("
  "));
    
    
    
    
  
    
    
    
    
          // 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/

  
  当前文章：使用递归遍历并转换树形数据（以TypeScript为例）
  本文网址：http://www.turtgq.com/article/cojoghs.html