本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。

原理部分

实现效果如下：

  在控制台打印时，是从上往下一行一行打印的；上面的效果图是将二叉树一层的节点在同一行中打印，因此在遍历时应该层序遍历：将同一层的节点按顺序遍历打印，再继续遍历下一层的节点；

  在打印同一层的节点时，要计算好每个节点之间的间隔距离，同一层节点之间的间隔可以看节点之间的横坐标之差；要计算出横坐标之差，就要得到每一个节点的横坐标；

  如果按照: X_A ---> X_G 的顺序将节点存储到数组中，那么每个节点对应的数组下标可以看作是节点的横坐标；在二叉树中，中序遍历的结果恰好是这个顺序；

  在打印完节点之后，还要打印链接子节点的线段；同一层节点之间有多个节点，因此会有多条链接子节点的线段；而这些线段也在同一层中，因此也要将这些线段拼接在一行中一起打印；

  每一条链接子节点线段的长度如何确定呢？也很简单，子节点的坐标与当前节点坐标 之差就是线段的长度；因为节点可能会缺失左节点或者右节点，因此要分别计算链接左右子节点的线段长度；

  多条线段之间的间隔也要计算出来，这个就比较简单了两条线段之间的间隔: distance = leftIndex - lastRightIndex;

  以上图为例，如果节点1没有right节点，那么lastRightIndex = 节点1的坐标；如果节点5没有left节点，那么leftIndex = 节点5的坐标 ；

同一层节点要打印的部分：

• 第一部分是数据节点上的竖线；
• 第二部分是，数据打印
• 第三部分是连接线；

代码

• 中序遍历,找到每个节点的坐标；

    List<Node> mid = new ArrayList<>();
    void midOrder(Node node){
        if(node == null)return;
        midOrder(node.left);
        mid.add(node);
        midOrder(node.right);
    }
    //将node ,index  ====> 存入map中
    
    Map<Node,Integer> map =new HashMap<>();
    void init(){
        if(root == null)return;
        midOrder(root);
        for (int i = 0; i < mid.size(); i++) {
            map.put(mid.get(i),i);
        }
    }

• 层序遍历打印

    void treePrint(List<Node> nodes){
        if(nodes.isEmpty())return;
       // nodes : 同一层节点
        printLevel(nodes);//打印同一层的节点
        List<Node> children =  new ArrayList<>();
        //顺序遍历下一层节点;
        for (Node node : nodes) {
            if(node.left != null)children.add(node.left);
            if(node.right != null) children.add(node.right);
        }
        treePrint(children);//递归打印下一层节点
     }

• 打印同一层节点

    void printLevel(List<Node> nodes){
        String VLine = "";
        String dataLine = "";
        String line = "";
        int lastNodeIndex = 0;
        int lastRightIndex = 0;
        for (Node node : nodes) {
            int x =  map.get(node);
            String addEmpty = getEmpty(x-lastNodeIndex);
            lastNodeIndex = x;
            VLine    += addEmpty+"|";//竖线拼接
            //数字拼接
            dataLine += addEmpty+node.data;
            //红黑树可以用下面打印语句，打印红色；
            //if(node.red)
            //    dataLine+= addEmpty +"\033[91;1m"+node.data+"\033[0m";//打印红色
            //else
            //    dataLine += addEmpty+node.data;
//======================组装，左右连接线=======================================
            Node left  = node.left;
            Node right = node.right;
            String leftLine  = null;
            String rightLine = null;
            int leftIndex  = -1;
            int rightIndex = -1;
            if(left  != null){
                leftIndex = map.get(left);
                leftLine = getLineToSon(x - leftIndex);
            }
            if(right != null){
                rightIndex = map.get(right);
                rightLine = getLineToSon(rightIndex - x);
            }
            String curLine  = (leftLine == null ? "" :leftLine)  + "|"+(rightLine == null ? "" : rightLine);
            if(leftLine == null && rightLine == null)curLine="";
            //线段之间的间隔
            int dif = (leftIndex == -1 ? x : leftIndex) - lastRightIndex;
            String difEmpty = getEmpty(dif);
            line += difEmpty + curLine;//拼接线段
            lastRightIndex = rightIndex == -1 ? x : rightIndex;
        }
        System.out.println(VLine +"\n" + dataLine +"\n" + line);
    }

    String  getEmpty(int x){
        String empty ="";
        for (int i = 0; i < x; i++) {
            empty+="\t";
        }
        return empty;
    }


	//链接子线段的长度
    String getLineToSon(int end){
        String line = "";
        if(end ==0)return line;
        for (int i = 0; i < end; i++) {
             line+="____";
        }
        return line;
    }

• 打印测试

     public void treePrint(){
        init();
        List<Node> nodes =  new ArrayList<>();
        nodes.add(root);
        treePrint(nodes);
     }
     
    @Test
    public void test(){
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            addVal(i);
        }  
        System.out.println("\n++++++++++++++++TreePrint test+++++++++++++++");
        treePrint();
    }

• 结果

红黑树和打印测试代码：Gitee