102.二叉树的层序遍历
给你一个二叉树,请你返回其按 层序遍历 得到的节点值。 (即逐层地,从左到右访问所有节点)。
思路:
我们之前讲过了三篇关于二叉树的深度优先遍历的文章:
接下来我们再来介绍二叉树的另一种遍历方式:层序遍历。
层序遍历一个二叉树。就是从左到右一层一层的去遍历二叉树。这种遍历的方式和我们之前讲过的都不太一样。
需要借用一个辅助数据结构即队列来实现,队列先进先出,符合一层一层遍历的逻辑,而用栈先进后出适合模拟深度优先遍历也就是递归的逻辑。
而这种层序遍历方式就是图论中的广度优先遍历,只不过我们应用在二叉树上。
使用队列实现二叉树广度优先遍历,动画如下:
这样就实现了层序从左到右遍历二叉树。
代码如下:这份代码也可以作为二叉树层序遍历的模板,打十个就靠它了。
C++代码:
class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
queue<TreeNode*> que;
if (root != NULL) que.push(root);
vector<vector<int>> result;
while (!que.empty()) {
int size = que.size();
vector<int> vec;
// 这里一定要使用固定大小size,不要使用que.size(),因为que.size是不断变化的
for (int i = 0; i < size; i++) {
TreeNode* node = que.front();
que.pop();
vec.push_back(node->val);
if (node->left) que.push(node->left);
if (node->right) que.push(node->right);
}
result.push_back(vec);
}
return result;
}
};
# 递归法
class Solution {
public:
void order(TreeNode* cur, vector<vector<int>>& result, int depth)
{
if (cur == nullptr) return;
if (result.size() == depth) result.push_back(vector<int>());
result[depth].push_back(cur->val);
order(cur->left, result, depth + 1);
order(cur->right, result, depth + 1);
}
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
vector<vector<int>> result;
int depth = 0;
order(root, result, depth);
return result;
}
};
java:
// 102.二叉树的层序遍历
class Solution {
public List<List<Integer>> resList = new ArrayList<List<Integer>>();
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
//checkFun01(root,0);
checkFun02(root);
return resList;
}
//DFS--递归方式
public void checkFun01(TreeNode node, Integer deep) {
if (node == null) return;
deep++;
if (resList.size() < deep) {
//当层级增加时,list的Item也增加,利用list的索引值进行层级界定
List<Integer> item = new ArrayList<Integer>();
resList.add(item);
}
resList.get(deep - 1).add(node.val);
checkFun01(node.left, deep);
checkFun01(node.right, deep);
}
//BFS--迭代方式--借助队列
public void checkFun02(TreeNode node) {
if (node == null) return;
Queue<TreeNode> que = new LinkedList<TreeNode>();
que.offer(node);
while (!que.isEmpty()) {
List<Integer> itemList = new ArrayList<Integer>();
int len = que.size();
while (len > 0) {
TreeNode tmpNode = que.poll();
itemList.add(tmpNode.val);
if (tmpNode.left != null) que.offer(tmpNode.left);
if (tmpNode.right != null) que.offer(tmpNode.right);
len--;
}
resList.add(itemList);
}
}
}
python3代码:
class Solution:
"""二叉树层序遍历迭代解法"""
def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
results = []
if not root:
return results
from collections import deque
que = deque([root])
while que:
size = len(que)
result = []
for _ in range(size):
cur = que.popleft()
result.append(cur.val)
if cur.left:
que.append(cur.left)
if cur.right:
que.append(cur.right)
results.append(result)
return results
# 递归法
class Solution:
def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
res = []
def helper(root, depth):
if not root: return []
if len(res) == depth: res.append([]) # start the current depth
res[depth].append(root.val) # fulfil the current depth
if root.left: helper(root.left, depth + 1) # process child nodes for the next depth
if root.right: helper(root.right, depth + 1)
helper(root, 0)
return res
总结
二叉树的层序遍历,就是图论中的广度优先搜索在二叉树中的应用,需要借助队列来实现(此时又发现队列的一个应用了)。