LeetCode-102.题：二叉树的层序遍历（原创）

news2024/12/23 12:19:59

【题目描述】

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的层序遍历。（即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

【题目链接】. - 力扣（LeetCode）

【解题代码】

package tree.binarytree;

import java.util.*;

public class LevelOrderTraversal {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] array = new Integer[]{1,2,3,4,null,null,5};
        TreeNode root = TreeNode.constructTree(array);
        List<List<Integer>> lists = new LevelOrderTraversal().levelOrder(root);
        lists.forEach(l -> System.out.println(Arrays.toString(l.toArray())));
    }

    private List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        // 特殊情况处理，如果树根节点为空，返回空列表
        if (root == null) return new ArrayList<>();

        // 定义一个队列，临时存放所访问的树节点
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        // 首先将树的根节点放入队列中
        queue.add(root);
        TreeNode node;
        // 存储所有层节点列表的列表
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();
        // 初始化当前父节点个数为1（即根节点），以及子节点个数
        int curLevelCount = 1, nextLevelCount = 0;
        // 当前层节点列表
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        while (curLevelCount > 0) {
            // 从队列里弹出一个父节点，并将父节点数据减1
            node = queue.poll();
            curLevelCount--;
            // 将此父节点放入当前层节点列表
            list.add(node.val);
            // 如果此节点左子节点不为空，放入队列中，并将子节点数目加1
            if (node.left != null) {
                queue.add(node.left);
                nextLevelCount++;
            }
            // 如果此节点右子节点不为空，放入队列中，并将子节点数目加1
            if (node.right != null) {
                queue.add(node.right);
                nextLevelCount++;
            }
            // 如果当前层父节点访问完毕
            if (curLevelCount == 0){
                // 将当前层节点，拷贝到结果列表中，并进行清空
                lists.add(new ArrayList<>(list));
                list.clear();
                // 然后将下一层所有节点作为当前层节点，重启新一轮的遍历
                curLevelCount = nextLevelCount;
                nextLevelCount = 0;
            }
        }
        // 最后返回结果
        return lists;
    }
}

【解题思路】

我们之前数据结构学习树遍历的内容，一般都是左、中、右三种遍历循序，按树的层次遍历还没处理过，需要自行思考，不能借鉴教科书了，深入反复思考，得出以下几个要点

第一层就一个节点，树的根节点，第二层就是根节点的左右子节点，第三层就是根节点的左右子节点的所有左右子节点，后面以此类推。。。
每次我们可以在队列中保存当前层的树节点，然后一一弹出，放入当前层列表中，并将其子节点放入队列中
当前层访问结束后，剩下的就是当前层的下一层所有节点。将其设置为新的当前层，反复循环处理即可

按照这个思路，很快就写出算法代码，并提交成功，解题步骤如下：

【解题步骤】

定义当前层树节点列表以及结果所有层节点列表

// 定义一个队列，临时存放所访问的树节点
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
// 存储所有层节点列表的列表
List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();

定义一个队列，临时存放所访问的树节点,首先将树的根节点放入队列中

// 定义一个队列，临时存放所访问的树节点
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
// 存储所有层节点列表的列表
queue.add(root);

初始化当前父节点个数为1（即根节点），以及子节点个数
```
int curLevelCount = 1, nextLevelCount = 0;
```

依次遍历当前层所有节点，一一从队列里弹出，放入当前层节点列表

while (curLevelCount > 0) {
    // 从队列里弹出一个父节点，并将父节点数据减1
    node = queue.poll();
    curLevelCount--;
    // 将此父节点放入当前层节点列表
    list.add(node.val);

将其左右子节点作为下一层节点加入队列中

// 如果此节点左子节点不为空，放入队列中，并将子节点数目加1
if (node.left != null) {
    queue.add(node.left);
    nextLevelCount++;
}
// 如果此节点右子节点不为空，放入队列中，并将子节点数目加1
if (node.right != null) {
    queue.add(node.right);
    nextLevelCount++;
}

如果当前层所有节点遍历完毕，将当前层节点，拷贝到结果列表中，并进行清空，然后将下一层所有节点作为当前层节点，重启新一轮的遍历


// 如果当前层父节点访问完毕
if (curLevelCount == 0){
    // 将当前层节点，拷贝到结果列表中，并进行清空
    lists.add(new ArrayList<>(list));
    list.clear();
    // 然后将下一层所有节点作为当前层节点，重启新一轮的遍历
    curLevelCount = nextLevelCount;
    nextLevelCount = 0;
}