剑指Offer的学习笔记（C#篇）-- 从上往下打印二叉树

题目描述

从上往下打印出二叉树的每个节点，同层节点从左至右打印。

一 . 题目解析

        了解过二叉树就应该知道，二叉树存在三种遍历方法：前序遍历（根→左→右）、中序遍历（左→根→右）、后续遍历（左→右→根）。

        自定义二叉树：

    /// <summary>
    /// 二叉树的节点定义
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">数据具体类型</typeparam>
    public class Node<T>
    {
        public T data { get; set; }

        public Node<T> lchild { get; set; }

        public Node<T> rchild { get; set; }

        public Node()
        {
        }

        public Node(T data)
        {
            this.data = data;
        }

        public Node(T data, Node<T> lchild, Node<T> rchild)
        {
            this.data = data;
            this.lchild = lchild;
            this.rchild = rchild;
        }
    }

          看一下三种遍历的代码实现：这里涉及到双递归的方法。

       //该方法为递归遍历，仅阐述一下方法，目的在于搞清楚他们之间的逻辑关系。
       // 前序遍历
        public void PreOrder(Node<T> node)
        {
            //根节点开始，不为空的话，执行下面代码。
            if (node != null)
            {
                // 前序方向根->左->右
                //输出跟节点，往下走。
                Console.Write(node.data + " ");
                //当左节点不为空，返回递归。左节点为空，往下走
                PreOrder(node.lchild);
                //当左节点为空，输入右节点递归。
                PreOrder(node.rchild);
            }
        }

        // 中序遍历
        public void MidOrder(Node<T> node)
        {
            if (node != null)
            {
                // 中序遍历方向，左->根->右
                // 输入跟节点，左节点不为空，一直往下走，当左节点为空，输出最下面的左节点
                MidOrder(node.lchild);
                //输出
                Console.Write(node.data + " ");
                // 当每次输出一个左节点，如果他有右节点，递归右节点
                MidOrder(node.rchild);
            }
        }

        // 后序遍历
        public void PostOrder(Node<T> node)
        {
            if (node != null)
            {
                //后序遍历，左->右->根
                //一直递归左节点不输出，直到最下面的左右节点都市空的，才输出
                PostOrder(node.lchild);
                PostOrder(node.rchild);
                //输出
                Console.Write(node.data + " ");
            }
        } 

        解释一下双递归：（遇到双递归问题时，当第一个递归执行的时候，第二个递归并不是不执行，而是先进栈，根据顺序来，简单明了的解释就是，第一个递归你该怎么走就怎么走，完全没什么可以阻挡你，第二个递归就不同了，他是在第一个递归的基础上执行的，但不是立刻执行，而是执行递归进栈，当第一个递归完全执行技术的时候，第二个递归出栈，开始慢慢执行！）

        具体解释：

        如上图所示，二叉树的基本遍历方法中并不存在题目要求的方法，因此，必须自定义一种方法实现要求。

        经过思考，得出如下步骤：

        （1）定义两个链表，一个作为寄存链表，一个用作与最后输出的链表。

        （2）若根节点不为空，把根节点存在寄存链表里。

        （3）接下来，把他放到最后输出的链表里，之后呢，如果这个节点还有左右子节点的话，把左右子节点依次存在寄存链表里面。

        （4）执行（3）循环，当循环执行次数大于或者等于寄存链表的长度时，停止执行（因为每执行一次循环，就相当于把寄存链表里的数字存到输出链表里，当全搞定，自然停止。）

二 . 代码实现

using System.Collections.Generic;
/*
public class TreeNode
{
    public int val;
    public TreeNode left;
    public TreeNode right;
    public TreeNode (int x)
    {
        val = x;
    }
}*/

class Solution
{
    public List<int> PrintFromTopToBottom(TreeNode root)
    {
        // write code here
        //定义输出链表List1和寄存链表List2
        List<int> List1 = new List<int>();
        List<TreeNode> List2 = new List<TreeNode>();
        int i = 0;
        //根节点的添加方法
        if (root != null)
        {
            List2.Add(root);
        }
        //（3）循环
        while (i < List2.Count)
        {
            //定义一个节点Node1等于寄存链表中的第i个数
            TreeNode Node1 = List2[i];
            //给输出链表添加数据
            List1.Add(Node1.val);
            //左右子节点排队进入链表List2
            if (Node1.left != null)
            {
                List2.Add(Node1.left);
            }
            if (Node1.right != null)
            {
                List2.Add(Node1.right);
            }
            //i的执行次数应等于二叉树节点数
            i++;
        }
        return List1;
    }
}