LeetCode 二叉树的层次遍历
第102题
给定一个二叉树，返回其按层次遍历的节点值。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。
例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],
3
/ \
9 20
/ \
15 7
返回其层次遍历结果：
[
[3],
[9,20],
[15,7]
]
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal
如何遍历一棵树
有两种通用的遍历树的策略：
- 深度优先搜索（DFS）
在这个策略中，我们采用深度作为优先级，以便从跟开始一直到达某个确定的叶子，然后再返回根到达另一个分支。
深度优先搜索策略又可以根据根节点、左孩子和右孩子的相对顺序被细分为先序遍历，中序遍历和后序遍历。
- 宽度优先搜索（BFS）
我们按照高度顺序一层一层的访问整棵树，高层次的节点将会比低层次的节点先被访问到。
解题思路
方法 1：迭代+队列
我们将树上顶点按照层次依次放入队列结构中，队列中元素满足 FIFO（先进先出）的原则。使用 Queue 接口中的 LinkedList实现。
算法实现如下：
- 初始化队列只包含一个节点 root。
- 初始一个List变量result，用来做返回结果
当队列非空的时候，循环开始： - 计算当前层有多少个元素：等于队列的长度
- 初始一个List变量subResult，用来存当前层的节点值
- 将这些元素从队列中弹出，将他们的值加入subResult列表中
- 将他们的孩子节点作为下一层压入队列中
- 进入下一层，将当前层subResult add到result中
/**
* 广搜+队列
*/
class Solution102_1 {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
if (root == null)
return new ArrayList<>();
return BFS(root);
}
List<List<Integer>> BFS(TreeNode root) {
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
List<List<Integer>> result = new LinkedList<>();
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
List<Integer> subResult = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < size; i++) {
TreeNode node = queue.poll();
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
}
subResult.add(node.val);
}
result.add(subResult);
}
return result;
}
}
方法 2：递归
首先确认树非空，然后调用递归函数 DFS(node,result,level)，参数是当前节点、返回结果列表、节点的层次。
算法实现如下：
- result列表的长度小于level，为result add一个新列表
- 为当前层的result列表add节点值，即result.get(level - 1).add(node.val)
- 如果有左孩子，调用DFS(node.left, result, level + 1)，进入递归
- 如果有右孩子，调用DFS(node.right, result, level + 1)，进入递归
/**
* 深搜+递归
*/
class Solution102_2 {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
if (root == null) return new ArrayList<>();
List<List<Integer>> result = new LinkedList<>();
DFS(root, result, 1);
return result;
}
void DFS(TreeNode node, List<List<Integer>> result, int level) {
if (result.size() < level) {
result.add(new LinkedList<>());
}
result.get(level - 1).add(node.val);
if (node.left != null) {
DFS(node.left, result, level + 1);
}
if (node.right != null) {
DFS(node.right, result, level + 1);
}
}
}
完整代码
public class Sub102 {
public static void main(String[] args) {
TreeNode root = new TreeNode(3);
root.left = new TreeNode(9);
root.right = new TreeNode(20);
root.right.left = new TreeNode(15);
root.right.right = new TreeNode(7);
Solution102_2 solution = new Solution102_2();
List<List<Integer>> list = solution.levelOrder(root);
for (List<Integer> subList : list) {
System.out.println(subList.toString());
}
}
}
/**
* 广搜+队列
*/
class Solution102_1 {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
if (root == null)
return new ArrayList<>();
return BFS(root);
}
List<List<Integer>> BFS(TreeNode root) {
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
List<List<Integer>> result = new LinkedList<>();
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
List<Integer> subResult = new LinkedList<>();
for (int i = 0; i < size; i++) {
TreeNode node = queue.poll();
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
}
subResult.add(node.val);
}
result.add(subResult);
}
return result;
}
}
/**
* 深搜+递归
*/
class Solution102_2 {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
if (root == null) return new ArrayList<>();
List<List<Integer>> result = new LinkedList<>();
DFS(root, result, 1);
return result;
}
void DFS(TreeNode node, List<List<Integer>> result, int level) {
if (result.size() < level) {
result.add(new LinkedList<>());
}
result.get(level - 1).add(node.val);
if (node.left != null) {
DFS(node.left, result, level + 1);
}
if (node.right != null) {
DFS(node.right, result, level + 1);
}
}
}
