掌握Rust中的二叉树序列化（从零开始构建可持久化树结构）

定义二叉树节点

首先，我们需要在Rust中定义一个二叉树节点。使用struct来表示：

#[derive(Debug, Clone)]pub struct TreeNode {    pub val: i32,    pub left: Option Self {        TreeNode {            val,            left: None,            right: None,        }    }}

这里我们使用Option<Box<TreeNode>>来表示子节点，因为子节点可能不存在（即None）。

序列化：将树转为字符串

序列化通常采用前序遍历（根-左-右）的方式，并用特殊符号（如#）表示空节点。例如，以下树：

    1   / \  2   3     /    4

会被序列化为：1,2,#,#,3,4,#,#,#。

下面是Rust实现：

pub fn serialize(root: Option<Box<TreeNode>>) -> String {    let mut result = Vec::new();    serialize_helper(&root, &mut result);    result.join(",")}fn serialize_helper(node: &Option<Box<TreeNode>>, result: &mut Vec<String>) {    match node {        None => {            result.push("#".to_string());        }        Some(n) => {            result.push(n.val.to_string());            serialize_helper(&n.left, result);            serialize_helper(&n.right, result);        }    }}

反序列化：从字符串重建树

反序列化需要将字符串按逗号分割，然后递归地重建树。这是对Rust数据结构操作的绝佳练习。

pub fn deserialize(data: String) -> Option<Box<TreeNode>> {    let nodes: Vec<&str> = data.split(',').collect();    let mut iter = nodes.into_iter();    deserialize_helper(&mut iter)}fn deserialize_helper<'a>(iter: &mut dyn Iterator<Item = &'a str>) -> Option<Box<TreeNode>> {    if let Some(val) = iter.next() {        if val == "#" {            return None;        }        let val = val.parse().unwrap();        Some(Box::new(TreeNode {            val,            left: deserialize_helper(iter),            right: deserialize_helper(iter),        }))    } else {        None    }}

完整示例与测试

让我们写一个完整的例子，展示如何使用这些函数：

fn main() {    // 构建示例树    let mut root = TreeNode::new(1);    root.left = Some(Box::new(TreeNode::new(2)));    root.right = Some(Box::new(TreeNode {        val: 3,        left: Some(Box::new(TreeNode::new(4))),        right: None,    }));    let serialized = serialize(Some(Box::new(root)));    println!("Serialized: {}", serialized); // 输出: 1,2,#,#,3,4,#,#,#    let deserialized = deserialize(serialized);    println!("Deserialized: {:?}", deserialized);}

为什么学习二叉树遍历很重要？

掌握二叉树遍历（前序、中序、后序、层序）是理解序列化算法的基础。不同的遍历顺序会产生不同的序列格式。在本教程中，我们使用前序遍历，因为它能自然地保留树的结构信息，便于重建。

总结

通过本篇Rust教程，你已经学会了如何在Rust中实现二叉树的序列化与反序列化。这项技能不仅加深了你对Rust所有权和借用机制的理解，也为处理更复杂的数据结构打下了基础。记住，实践是最好的老师——尝试修改代码，支持中序或后序序列化，或者将结果保存到文件中！

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