剑指 Offer 32 - I. 从上到下打印二叉树

题;从上到下打印出二叉树的每个节点，同一层的节点按照从左到右的顺序打印。

层序遍历 广搜 BFS

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root:return []
        res,queue=[], collections.deque()
        queue.append(root)#先加入一个根节点
        while queue:
            node=queue.popleft()#
            res.append(node.val)
            if node.left:
                queue.append(node.left)
            if node.right:
                queue.append(node.right)
        return res

'''
Q:完整的输入输出如何实现？

'''

#！希望后续补充实现完整输入输出！!

复杂度分析：
时间复杂度 O(N) ： N为二叉树的节点数量，即 BFS 需循环 N 次。
空间复杂度 O(N)： 最差情况下，即当树为平衡二叉树时，最多有 N/2个树节点同时在 queue 中，使用 O(N)大小的额外空间。

collections

作为 Python 的内建集合模块，实现了许多十分高效的特殊容器数据类型

双端队列 deque

append():从右端添加元素,与list相同
appendleft():从左端添加元素

extend():从右端逐个添加可迭代对象，与list相同，Python中的可迭代对象有：列表、元组、字典、字符串

extendleft():

pop():移除列表中的一个元素（默认最右端的一个元素），并且返回该元素的值（与list同），如果没有元素，将会报出IndexError
popleft():

count():统计队列中的元素个数（与list同）
insert(index,obj)：在指定位置插入元素（与list同）
rotate(n): 从右侧反转n步，如果n为负数，则从左侧反转。
d.rotate(1) 等于 d.appendleft(d.pop())

maxlen:只读的属性，deque限定的最大长度，如果无，就返回None。
当限制长度的deque增加超过限制数的项时, 另一边的项会自动删除。
remove():移除第一次出现的元素，如果没有找到，报出ValueError
clear():将deque中的元素全部删除，最后长度为0

剑指 Offer 32 - II. 从上到下打印二叉树 II

题 从上到下按层打印二叉树，同一层的节点按从左到右的顺序打印，每一层打印到一行。

思考：
BFS 循环： 当队列 queue 为空时跳出；
新建一个临时列表 tmp ，用于存储当前层打印结果；
当前层打印循环： 循环次数为当前层节点数（即队列 queue 长度）；
出队： 队首元素出队，记为 node；
打印： 将 node.val 添加至 tmp 尾部；
添加子节点： 若 node 的左（右）子节点不为空，则将左（右）子节点加入队列 queue ；
将当前层结果 tmp 添加入 res 。

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
        if not root:return []
        res,queue=[], collections.deque()
        queue.append(root)#先加入一个根节点
        while queue:
            tmp=[]
            for i in range(len(queue)):
                node=queue.popleft()
                tmp.append(node.val)
                if node.left:
                    queue.append(node.left)
                if node.right:
                    queue.append(node.right)                
            res.append(tmp)
        return res

复杂度分析：
时间复杂度 O(N)。
空间复杂度 O(N)。
代码参考：https://leetcode.cn/problems/cong-shang-dao-xia-da-yin-er-cha-shu-ii-lcof/solutions/137255/mian-shi-ti-32-ii-cong-shang-dao-xia-da-yin-er-c-5/

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III

题 请实现一个函数按照之字形顺序打印二叉树，即第一行按照从左到右的顺序打印，第二层按照从右到左的顺序打印，第三行再按照从左到右的顺序打印，其他行以此类推。

思考：这题直接设一个数字标注层数是奇是偶，对应给tmp[]逆序是不可以的，因为后序层遍历的顺序会变!!

所以应将主要程序重复，但是一个先左后右，一个先右后左，中间记得判断是否空了；
或者tmp也是双端队列，第一个点放入tmp,如果当前是偶数层，下一个点从左边插入。 最后append到res中时记得把tmp转为list【如下面代码】

#按层数奇偶
class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
        if not root:return []
        res,queue=[], collections.deque()
        queue.append(root)#先加入一个根节点
        while queue:
            tmp=collections.deque()
            for i in range(len(queue)):
                node=queue.popleft()#第一个点先放进去
                if len(res)%2==1:#此层是偶数层，节点往左边插入
                    tmp.appendleft(node.val)
                else:tmp.append(node.val)
                if node.left:
                    queue.append(node.left)
                if node.right:
                    queue.append(node.right)           
            res.append(list(tmp))
        return res