優(yōu)雅的使用javascript遞歸畫一棵結構樹示例代碼

更新時間：2019年09月22日 14:48:23 作者：徐小夕

這篇文章主要給大家介紹了關于如何優(yōu)雅的使用javascript遞歸畫一棵結構樹的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家學習或者使用javascript具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面來一起學習學習吧

遞歸和尾遞歸

簡單的說，遞歸就是函數(shù)自己調用自己，它做為一種算法在程序設計語言中廣泛應用。其核心思想是把一個大型復雜的問題層層轉化為一個與原問題相似的規(guī)模較小的問題來求解。一般來說，遞歸需要有邊界條件、遞歸前進階段和遞歸返回階段。當邊界條件不滿足時，遞歸前進；當邊界條件滿足時，遞歸返回。

但是作為一個合格的程序員，我們也因該知道，遞歸算法相對常用的算法如普通循環(huán)等，運行效率較低。因此，應該盡量避免使用遞歸，除非沒有更好的算法或者某種特定情況，遞歸更為適合的時候。在遞歸調用的過程當中系統(tǒng)為每一層的返回點、局部量等開辟了棧來存儲，遞歸次數(shù)過多容易造成棧溢出等。

這個時候，我們就需要用到尾遞歸，即一個函數(shù)中所有遞歸形式的調用都出現(xiàn)在函數(shù)的末尾，對于尾遞歸來說，由于只存在一個調用記錄，所以永遠不會發(fā)生"棧溢出"錯誤。

舉個例子，我們來實現(xiàn)一下階乘，如果用普通的遞歸，實現(xiàn)將是這樣的：

function factorial(n) {
 if (n === 1) return 1;
 return n * factorial(n - 1);
}

factorial(5) // 120

最多需要保存n個調用棧，復雜度 O(n)，如果我們使用尾遞歸：

function factorial(n, total) {
 if (n === 1) return total;
 return factorial(n - 1, n * total);
}

factorial(5) // 120

此時只需要保存一個調用棧，復雜度 O(1) 。通過這個案例，你是否已經慢慢理解其精髓了呢？接下來我將介紹幾個常用的遞歸應用的案例，并在其后實現(xiàn)本文標題剖出的樹的實現(xiàn)。

遞歸的常用應用案例

1. 數(shù)組求和

對于已知數(shù)組arr，求arr各項之和。

function sumArray(arr, total) {
 if(arr.length === 1) {
  return total
 }
 return sum(arr, total + arr.pop())
}

let arr = [1,2,3,4];
sumArray(arr, arr[1]) // 10

該方法給函數(shù)傳遞一個數(shù)組參數(shù)和初始值，也就是數(shù)組的第一項，通過迭代來實現(xiàn)數(shù)組求和。

2. 斐波那且數(shù)列

斐波那契數(shù)列（Fibonacci sequence），又稱黃金分割數(shù)列，指的是這樣一個數(shù)列：1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在數(shù)學上，斐波那契數(shù)列以如下被以遞推的方法定義：F(1)=1，F(xiàn)(2)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)（n>=3，n∈N*）在現(xiàn)代物理、準晶體結構、化學等領域，斐波納契數(shù)列都有直接的應用。接下來我們用js實現(xiàn)一個求第n個斐波那契數(shù)的方法：

// 斐波那契數(shù)列
function factorial1 (n) {
 if(n <= 2){
  return 1
 }
 return factorial1(n-1) + factorial1(n-2)
}

// 尾遞歸優(yōu)化后
function factorial2 (n, start = 1, total = 1) {
 if(n <= 2){
  return total
 }
 return factorial2 (n -1, total, total + start)
}

由尾遞歸優(yōu)化后的函數(shù)可以知道，每一次調用函數(shù)自身，都會將更新后的初始值和最終的結果傳遞進去，通過回溯來求得最終的結果。

3. 階乘

階乘在上文以提到過，如想回顧，請向上翻閱。

4. 省市級聯(lián)多級聯(lián)動

省市級聯(lián)多級聯(lián)動的方法本質是生成結構化的數(shù)據(jù)結構，在element或antd中都有對應的實現(xiàn)，這里就不做過多介紹了。

5. 深拷貝

深拷貝的例子大家也已經司空見慣了，這里只給出一個簡單的實現(xiàn)思路：

function clone(target) {
 if (typeof target === 'object') {
  let cloneTarget = Array.isArray(target) ? [] : {};
  for (const key in target) {
   cloneTarget[key] = clone(target[key]);
  }
  return cloneTarget;
 } else {
  return target;
 }
};

6. 爬梯問題

一共有n個臺階，每次只能走一個或兩個臺階，問要走完這個臺階，一共有多少種走法。

n =1; result = 1 --> 1
n =2; result = 2 --> 11 2
n =3; result = 3 --> 111 12 21
...
如果第一步走1個臺階，由以上規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)剩下的臺階有n-1種走法；
如果第一步走2個臺階，由以上規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)剩下的臺階有n-2種走法；
則一共有fn(n-1) + fn(n-2) 種走法
function steps(n) {
 if(n <= 1) {
  return 1
 }
 return steps(n-1) + steps(n-2)
}

7. 對象數(shù)據(jù)格式化

這道題是本人曾經面試阿里的一道筆試題，問題是如果服務器返回了嵌套的對象，對象鍵名大小寫不確定，如果統(tǒng)一讓鍵名小寫。

let obj = {
 a: '1',
 b: {
  c: '2',
  D: {
   E: '3'
  }
 }
}
轉化為如下：
let obj = {
 a: '1',
 b: {
  c: '2',
  d: {
   e: '3'
  }
 }
}

// 代碼實現(xiàn)
function keysLower(obj) {
 let reg = new RegExp("([A-Z]+)", "g");
 for (let key in obj) {
  if (obj.hasOwnProperty(key)) {
   let temp = obj[key];
   if (reg.test(key.toString())) {
    // 將修改后的屬性名重新賦值給temp，并在對象obj內添加一個轉換后的屬性
    temp = obj[key.replace(reg, function (result) {
     return result.toLowerCase()
    })] = obj[key];
    // 將之前大寫的鍵屬性刪除
    delete obj[key];
   }
   // 如果屬性是對象或者數(shù)組，重新執(zhí)行函數(shù)
   if (typeof temp === 'object' || Object.prototype.toString.call(temp) === '[object Array]') {
    keysLower(temp);
   }
  }
 }
 return obj;
};

具體過程和思路在代碼中已經寫出了注釋，感興趣可以自己研究一下。

我們這里使用node來實現(xiàn)刪除一個目錄，用現(xiàn)有的node API確實有刪除目錄的功能，但是目錄下如果有文件或者子目錄，fs.rmdir && fs.rmdirSync 是不能將其刪除的，所以要先刪除目錄下的文件，最后再刪除文件夾。

function deleteFolder(path) {
 var files = [];
 if(fs.existsSync(path)) { // 如果目錄存在
  files = fs.readdirSync(path);
  files.forEach(function(file,index){
   var curPath = path + "/" + file;
   if(fs.statSync(curPath).isDirectory()) { // 如果是目錄，則遞歸
    deleteFolder(curPath);
   } else { // 刪除文件
    fs.unlinkSync(curPath);
   }
  });
  fs.rmdirSync(path);
 }
}

9. 繪制分形圖形

通過遞歸，我們可以在圖形學上有更大的自由度，但是請記住，并不是最好的選擇。

我們可以借助一些工具和遞歸的思想，實現(xiàn)如上的分形圖案。

10. 扁平化數(shù)組Flat

數(shù)組拍平實際上就是把一個嵌套的數(shù)組，展開成一個數(shù)組，如下案例：

let a = [1,2,3, [1,2,3, [1,2,3]]]
// 變成
let a = [1,2,3,1,2,3,1,2,3]
// 具體實現(xiàn)
function flat(arr = [], result = []) {
  arr.forEach(v => {
    if(Array.isArray(v)) {
      result = result.concat(flat(v, []))
    }else {
      result.push(v)
    }
  })
  return result
}

flat(a)

當然這只是筆者實現(xiàn)的一種方式，更多實現(xiàn)方式等著你去探索。

用遞歸畫一棵自定義風格的結構樹

通過上面的介紹，我想大家對遞歸及其應用已經有一個基本的概念，接下來我將一步步的帶大家用遞歸畫一棵結構樹。

效果圖：

該圖形是根據(jù)目錄結構生成的目錄樹圖，在很多應用場景中被廣泛使用，接下來我們就來看看他的實現(xiàn)過程吧：

const fs = require('fs')
const path = require('path')
// 遍歷目錄/生成目錄樹
function treeFolder(path, flag = '|_') {
  var files = [];
  
  if(fs.existsSync(path)) {
    files = fs.readdirSync(path);
    files.forEach(function(file,index){
      var curPath = path + "/" + file;
      if(fs.statSync(curPath).isDirectory()) { // recurse
        // obj[file] = treeFolder(curPath, {});
        console.log(flag, file)
        treeFolder(curPath, '  ' + flag)
      } else {
        // obj['--'] = file
        console.log(flag, file)
      }
    })
    // return obj
  }
}

treeFolder(path.resolve(__dirname, './test'))

test為我們建的測試目錄，如下：