leetcode 二叉树相关-层序遍历专题

二叉树的层序遍历一般来说，我们是利用队列来实现的，先把根节点入队，然后在出队后将其对应的子节点入队，然后往复此种操作。相比于二叉树的遍历递归，层序遍历比较简单，有些题目用想不出递归的解法，用层序遍历也是可以解答。我个人觉得层序遍历可以按照这个模板：

class Solution {
    public void levelOrder(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()) {
            int sz = q.size();
            while (sz-- > 0) {
                TreeNode node = q.poll();
                if (node.left != null) q.offer(node.left);
                if (node.right != null) q.offer(node.right);
            }
        }
    }
}

下面以leetcode上的相关题目来解答

leecode 102 二叉树的层序遍历

题目链接 ：https://leetcode.cn/problems/binary-tree-level-order-traversal/description/

题目

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]]

示例 2：
输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：
输入：root = []
输出：[]

提示：
树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

解题思路

直接套模板解答

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()) {
            int sz = q.size();
            List<Integer> tmp = new ArrayList<>();
            while (sz-- > 0) {
                TreeNode node = q.poll();
                tmp.add(node.val);
                if (node.left != null) q.offer(node.left);
                if (node.right != null) q.offer(node.right);
            }
            res.add(new ArrayList<>(tmp));
        }
        return res;
    }
}

leecode 107 二叉树的层序遍历||

题目链接 ：https://leetcode.cn/problems/binary-tree-level-order-traversal-ii/description/

题目

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值 自底向上的层序遍历 。 （即按从叶子节点所在层到根节点所在的层，逐层从左向右遍历）

示例 1：
输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[15,7],[9,20],[3]]

示例 2：
输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：
输入：root = []
输出：[]

提示：
树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

解题思路

相当于是在leetcode102的解答上对结果进行翻转

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res;
        Deque<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()) {
            int sz = q.size();
            List<Integer> path = new ArrayList<>();
            while (sz > 0) {
                TreeNode node = q.poll();
                path.add(node.val);
                if (node.left != null) q.offer(node.left);
                if (node.right != null) q.offer(node.right);
                sz--;
            }
            res.add(path);
        }
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        for (int i = res.size() - 1; i >=0 ; i--) { //翻转
            result.add(res.get(i));
        }
        return result;
    }
}

leecode 199 二叉树的右视图

题目链接 ：https://leetcode.cn/problems/binary-tree-right-side-view/description/

题目

给定一个二叉树的 根节点 root，想象自己站在它的右侧，按照从顶部到底部的顺序，返回从右侧所能看到的节点值。

示例 1:

输入: [1,2,3,null,5,null,4]
输出: [1,3,4]

示例 2:
输入: [1,null,3]
输出: [1,3]

示例 3:
输入: []
输出: []

提示:
二叉树的节点个数的范围是 [0,100]
-100 <= Node.val <= 100

解题思路

还是直接套模板，就是在当层队列大小取出最后一个节点的时候进行处理。

class Solution {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res;
        Deque<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()) {
            int sz = q.size();
            for (int i = 0; i < sz; i++) {
                TreeNode node = q.poll();
                if (node.left != null) q.offer(node.left);
                if (node.right != null) q.offer(node.right);
                if (i == sz - 1) {
                    res.add(node.val);
                }
            }
        }
        return res;
    }
}

leecode 637 二叉树的层平均值

题目链接 ：https://leetcode.cn/problems/average-of-levels-in-binary-tree/description/

题目

给定一个非空二叉树的根节点 root , 以数组的形式返回每一层节点的平均值。与实际答案相差 10-5 以内的答案可以被接受。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]
解释：第 0 层的平均值为 3,第 1 层的平均值为 14.5,第 2 层的平均值为 11 。
因此返回 [3, 14.5, 11] 。

示例 2:

输入：root = [3,9,20,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]

提示：
树中节点数量在 [1, 104] 范围内
-231 <= Node.val <= 231 - 1

解题思路

直接套模板解答，在当成节点处理完后，计算并记录其平均值

class Solution {
    public List<Double> averageOfLevels(TreeNode root) {
        List<Double> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res;
        Deque<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()) {
            int sz = q.size();
            double sum = 0;
            for (int i = 0; i < sz; i++) {
                TreeNode node = q.poll();
                sum += node.val;
                if (node.left != null) q.offer(node.left);
                if (node.right != null) q.offer(node.right);
            }
            res.add(sum / sz);
        }
        return res;
    }
}

还有一些相关题目也是在模板基础上进行处理，后续看情况出第二遍层序遍历题目专题。