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在实际开发中，树形结构的数据处理是一个常见的需求。例如，组织架构、分类管理、评论回复等，都需要将数据以树形结构展示。本文将深入解析如何使用Java实现一个通用的树形结构转换工具类，包括 TreeUtil 和 TreeNode 接口的设计与实现。

一、TreeNode接口设计

首先，我们需要设计一个 TreeNode 接口，用于约束树节点对象必须具备的一些基本功能和属性。具体包括获取节点ID、父节点ID和子节点列表的方法。

public interface TreeNode<T> {T getId(); // 获取节点IDT getParentId(); // 获取父节点IDvoid setChildren(List<TreeNode<T>> children); // 设置子节点列表List<TreeNode<T>> getChildren(); // 获取子节点列表
}

二、TreeUtil工具类设计

接下来，我们设计一个 TreeUtil 工具类，用于将平铺的数据列表转换为树形结构。主要包括两个方法：buildTree 和 findRootNodes。

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;public class TreeUtil {/*** 将平铺的数据列表转换为树形结构* @param nodes 所有节点列表* @param rootParentId 根节点的父ID* @param <T> 节点ID类型* @return 树形结构列表*/public static <T> List<TreeNode<T>> buildTree(List<TreeNode<T>> nodes, T rootParentId) {// 创建一个ID到节点的映射Map<T, TreeNode<T>> nodeMap = new HashMap<>();for (TreeNode<T> node : nodes) {nodeMap.put(node.getId(), node);}// 创建一个用于存储根节点的列表List<TreeNode<T>> rootNodes = new ArrayList<>();// 遍历所有节点，将节点挂载到其父节点上for (TreeNode<T> node : nodes) {T parentId = node.getParentId();if (rootParentId.equals(parentId)) {rootNodes.add(node);} else {TreeNode<T> parentNode = nodeMap.get(parentId);if (parentNode != null) {List<TreeNode<T>> children = parentNode.getChildren();if (children == null) {children = new ArrayList<>();parentNode.setChildren(children);}children.add(node);}}}return rootNodes;}/*** 从平铺的数据列表中找到所有根节点* @param nodes 所有节点列表* @param rootParentId 根节点的父ID* @param <T> 节点ID类型* @return 根节点列表*/public static <T> List<TreeNode<T>> findRootNodes(List<TreeNode<T>> nodes, T rootParentId) {List<TreeNode<T>> rootNodes = new ArrayList<>();for (TreeNode<T> node : nodes) {if (rootParentId.equals(node.getParentId())) {rootNodes.add(node);}}return rootNodes;}
}

三、示例：实现TreeNode接口的节点类

为了更好地理解 TreeNode 接口和 TreeUtil 工具类的使用，下面实现一个具体的节点类 CategoryNode。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class CategoryNode implements TreeNode<Long> {private Long id;private Long parentId;private String name;private List<TreeNode<Long>> children = new ArrayList<>();public CategoryNode(Long id, Long parentId, String name) {this.id = id;this.parentId = parentId;this.name = name;}@Overridepublic Long getId() {return id;}@Overridepublic Long getParentId() {return parentId;}@Overridepublic void setChildren(List<TreeNode<Long>> children) {this.children = children;}@Overridepublic List<TreeNode<Long>> getChildren() {return children;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return "CategoryNode{" +"id=" + id +", parentId=" + parentId +", name='" + name + '\'' +", children=" + children +'}';}
}

四、示例：使用TreeUtil构建树形结构

接下来，通过示例数据，展示如何使用 TreeUtil 构建树形结构。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class TreeUtilExample {public static void main(String[] args) {List<TreeNode<Long>> nodes = Arrays.asList(new CategoryNode(1L, 0L, "Root Node"),new CategoryNode(2L, 1L, "Child Node 1"),new CategoryNode(3L, 1L, "Child Node 2"),new CategoryNode(4L, 2L, "Child Node 1.1"),new CategoryNode(5L, 2L, "Child Node 1.2"),new CategoryNode(6L, 3L, "Child Node 2.1"));List<TreeNode<Long>> tree = TreeUtil.buildTree(nodes, 0L);for (TreeNode<Long> node : tree) {System.out.println(node);}}
}

运行上述示例代码，输出结果如下：

CategoryNode{id=1, parentId=0, name='Root Node', children=[CategoryNode{id=2, parentId=1, name='Child Node 1', children=[CategoryNode{id=4, parentId=2, name='Child Node 1.1', children=[]}, CategoryNode{id=5, parentId=2, name='Child Node 1.2', children=[]}]}, CategoryNode{id=3, parentId=1, name='Child Node 2', children=[CategoryNode{id=6, parentId=3, name='Child Node 2.1', children=[]}]}]}

五、总结

通过以上步骤，我们实现了一个通用的树形结构转换工具类 TreeUtil，并结合 TreeNode 接口实现了具体的节点类 CategoryNode。通过示例数据，展示了如何使用 TreeUtil 构建树形结构。希望这篇文章能帮助你在实际开发中更好地处理树形结构数据。

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