C#使用TreeView控件实现的二叉树泛型节点类及其方法_C#

一、涉及到的知识点

1.treeview控件

treeview 控件在 c# 中主要用于显示分层结构的数据。这通常是一个文件系统的表示，但也可以是任何具有父子关系的数据集合。treeview 控件在 windows forms 应用程序中非常常见，允许用户通过点击箭头来展开或折叠节点，以查看或隐藏子节点。

在 c# windows forms 应用程序中使用 treeview 控件的基本步骤：

（1）添加 treeview 控件到 form:

在设计视图中，从工具箱中拖动 treeview 控件到 form 上。

或者在代码中，使用 controls.add 方法将 treeview 添加到 form。

（2）添加节点:

使用 nodes 属性添加根节点。

使用 nodes.add 方法为根节点添加子节点。

也可以为子节点再添加子节点，形成多级层次结构。

（3）为节点添加文本和图像:

使用 text 属性为节点设置文本。

使用 imageindex 和 selectedimageindex 属性为节点设置图像。这些属性通常与 imagelist 控件结合使用，后者可以包含要在 treeview 中显示的图像。

（4）事件处理:

afterselect：当用户选择一个节点后触发。

beforeselect：在用户选择一个节点之前触发，允许你取消选择。

nodemouseclick：当用户点击一个节点时触发。

其他事件，如 afterexpand、beforeexpand 等。

（5）自定义外观和行为:

通过设置 treeview 的属性，如 linecolor、expandcollapsecolor、scrollalwaysvisible 等，可以自定义其外观和行为。

2.treeview控件的应用示例

该实例展示了如何在 windows forms 应用程序中添加一个 treeview 控件并为其添加节点：

// form1.cs
namespace _135_8
{
    public partial class form1 : form
    {
        public form1()
        {
            initializecomponent();
        }
 
        private void form1_load(object sender, eventargs e)
        {
            treeview1!.nodes.add("根节点1");
            treeview1.nodes[0].nodes.add("子节点1");
            treeview1.nodes[0].nodes.add("子节点2");
            treeview1.nodes.add("根节点2");
        }
 
        private void treeview1_afterselect(object? sender, treevieweventargs e)
        {
            messagebox.show("你选择了节点: " + e.node!.text);
        }
    }
}

//form1.designer.cs
namespace _135_8
{
    partial class form1
    {
        /// <summary>
        ///  required designer variable.
        /// </summary>
        private system.componentmodel.icontainer components = null;
 
        /// <summary>
        ///  clean up any resources being used.
        /// </summary>
        /// <param name="disposing">true if managed resources should be disposed; otherwise, false.</param>
        protected override void dispose(bool disposing)
        {
            if (disposing && (components != null))
            {
                components.dispose();
            }
            base.dispose(disposing);
        }
 
        #region windows form designer generated code
 
        /// <summary>
        ///  required method for designer support - do not modify
        ///  the contents of this method with the code editor.
        /// </summary>
        private void initializecomponent()
        {
            treeview1 = new treeview();
            suspendlayout();
            // 
            // treeview1
            // 
            treeview1.dock = dockstyle.fill;
            treeview1.location = new point(0, 0);
            treeview1.name = "treeview1";
            treeview1.size = new size(284, 181);
            treeview1.tabindex = 0;
            treeview1.afterselect += treeview1_afterselect;
            // 
            // form1
            // 
            autoscaledimensions = new sizef(7f, 17f);
            autoscalemode = autoscalemode.font;
            clientsize = new size(284, 181);
            controls.add(treeview1);
            name = "form1";
            startposition = formstartposition.centerscreen;
            text = "form1";
            load += form1_load;
            resumelayout(false);
        }
 
        #endregion
        private treeview treeview1;
    }
}

这个例子创建了一个简单的 treeview，有两个根节点，其中一个根节点有两个子节点。当用户选择一个节点时，会显示一个消息框，显示所选择的节点的文本。

3.使用treeview控件实现的二叉树类及其方法的可行性

在c#中，treeview 控件通常用于展示层次结构的数据，但它并不直接支持二叉树结构。treeview 的节点（treenode）类并不限制其子节点的数量，这意味着你可以为每个节点添加任意数量的子节点，这更适合于表示一般的树形结构而不是二叉树。

然而，如果想用 treeview 控件来展示二叉树，可以自定义一个二叉树类，然后将其转换为 treeview 可以表示的形式。

二、使用treeview控件实现的二叉树类及其方法

创建一个c#的windows forms应用程序，并在这个应用程序中包含一个binarytree类和一个窗体（form1），该窗体包含一个treeview控件来显示二叉树的内容。

下面是一个简化的示例程序，它包括了一个基本的binarytree类和一个使用treeview控件来显示二叉树的windows forms窗体。

1.首先，定义binarytree类和binarytreenode类：

/// <summary>
/// 定义binarytreenode<t>类
/// 泛型约束：可比较
/// </summary>
public class binarytreenode<t>(t value) where t : icomparable<t>
{
    public t value { get; set; } = value;
    public binarytreenode<t>? left { get; set; } = null;
    public binarytreenode<t>? right { get; set; } = null;
}
/// <summary>
/// 定义binarytree<t>类
/// 泛型约束：可比较
/// </summary>
public class binarytree<t> where t : icomparable<t>
{
    private binarytreenode<t>? _root;
 
    public binarytree()
    {
        _root = null;
    }
 
    /// <summary>
    /// 添加节点的add(t value)方法
    /// </summary>
    public void add(t value)
    {
        _root = binarytree<t>.add(value, _root!);
    }
 
    private static binarytreenode<t> add(t value, binarytreenode<t> currentnode)
    {
        if (currentnode == null)
        {
            return new binarytreenode<t>(value);
        }
 
        if (value.compareto(currentnode.value) < 0)
        {
            currentnode.left = binarytree<t>.add(value, currentnode.left!);
        }
        else if (value.compareto(currentnode.value) > 0)
        {
            currentnode.right = binarytree<t>.add(value, currentnode.right!);
        }
 
        return currentnode;
    }
 
    /// <summary>
    /// 将二叉树转换为 treeview 控件的节点
    /// </summary>
    public void populatetreeview(treeview treeview)
    {
        treeview.nodes.clear();
        if (_root != null)
        {
            treeview.nodes.add(binarytree<t>.createtreenode(_root));
        }
    }
 
    private static treenode createtreenode(binarytreenode<t> node)
    {
        treenode treenode = new(node.value.tostring());
        if (node.left != null)
        {
            treenode.nodes.add(binarytree<t>.createtreenode(node.left));// 递归添加左子树
        }
        if (node.right != null)
        {
            treenode.nodes.add(binarytree<t>.createtreenode(node.right));// 递归添加右子树
        }
        return treenode;
    }
}

2.接着，创建窗体form1并添加一个treeview控件：

 public partial class form1 : form
 {
     private binarytree<int>? binarytree;
 
     public form1()
     {
         initializecomponent();
         //binarytree = new binarytree<int>();
     }
 
     private void form1_load(object sender, eventargs e)
     {
         // 初始化二叉树并添加节点
         binarytree = new binarytree<int>();
         binarytree.add(5);
         binarytree.add(3);
         binarytree.add(7);
         binarytree.add(2);
         binarytree.add(4);
         binarytree.add(6);
         binarytree.add(8);
 
         treeview1.refresh();
         // 将二叉树转换为 treeview 控件的节点并显示
         binarytree.populatetreeview(treeview1);
     }
 }