[LeetCode]--102. Binary Tree Level Order Traversal

简介: Given a binary tree, return the level order traversal of its nodes’ values. (ie, from left to right, level by level).For example: Given binary tree [3,9,20,null,null,15,7], 3 / \ 9

Given a binary tree, return the level order traversal of its nodes’ values. (ie, from left to right, level by level).

For example:
Given binary tree [3,9,20,null,null,15,7],

  3
 / \
 9  20
 /  \
15   7

return its level order traversal as:

  [
    [3],
    [9,20],
    [15,7]
  ]
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
        List<List<Integer>> list = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (root == null)
            return list;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.add(root);
        int sum = 1, i = 1;
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode t1 = queue.poll();
            System.out.println(t1.val);
            list1.add(t1.val);
            if (sum == Math.pow(2, i) - 1) {
                list.add(list1);
                list1 = new ArrayList<Integer>();
                i++;
            }
            if (t1.left != null)
                queue.add(t1.left);
            if (t1.right != null)
                queue.add(t1.right);
            sum += 2;
        }
        if (!list1.isEmpty()) {
            list.add(list1);
        }
        return list;
    }

这个是我最开始的思路,我想用每一层sum计数,然后sum得到2的层次方减一就是在那一层这样的方法来控制每次list1要装几次。第一个错误,就是List1每次必须是new出来,用clear不行的;第二个错误,就是如果一个父节点压根就没有右节点或者没有左节点,那么上面的判断方式失效。比如:[3,9,20,null,null,15,7]。

后来我考虑到,每次加到队列中的元素其实就是那一层的元素,用queue的size()方法就行。这个要注意我标识在代码中了。

public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> list = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (root == null)
            return list;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            List<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
            //这个注意,一定要先记录下来,不然底下size会变的
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode t1 = queue.poll();
                list1.add(t1.val);
                if (t1.left != null)
                    queue.add(t1.left);
                if (t1.right != null)
                    queue.add(t1.right);
            }
            list.add(list1);
        }
        return list;
    }

这里我又去网上找了几种算法,第一种跟我基本一样。其余的大家可以多作了解,我有时间再看,先贴上来。

// version 1: BFS
public class Solution {
    public ArrayList<ArrayList<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        ArrayList result = new ArrayList();

        if (root == null) {
            return result;
        }

        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(root);

        while (!queue.isEmpty()) {
            ArrayList<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode head = queue.poll();
                level.add(head.val);
                if (head.left != null) {
                    queue.offer(head.left);
                }
                if (head.right != null) {
                    queue.offer(head.right);
                }
            }
            result.add(level);
        }

        return result;
    }
}


// version 2:  DFS
public class Solution {
    /**
     * @param root: The root of binary tree.
     * @return: Level order a list of lists of integer
     */
    public ArrayList<ArrayList<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        ArrayList<ArrayList<Integer>> results = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();

        if (root == null) {
            return results;
        }

        int maxLevel = 0;
        while (true) {
            ArrayList<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
            dfs(root, level, 0, maxLevel);
            if (level.size() == 0) {
                break;
            }

            results.add(level);
            maxLevel++;
        }

        return results;
    }

    private void dfs(TreeNode root,
                     ArrayList<Integer> level,
                     int curtLevel,
                     int maxLevel) {
        if (root == null || curtLevel > maxLevel) {
            return;
        }

        if (curtLevel == maxLevel) {
            level.add(root.val);
            return;
        }

        dfs(root.left, level, curtLevel + 1, maxLevel);
        dfs(root.right, level, curtLevel + 1, maxLevel);
    }
}


// version 3: BFS. two queues
public class Solution {
    /**
     * @param root: The root of binary tree.
     * @return: Level order a list of lists of integer
     */
    public ArrayList<ArrayList<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        ArrayList<ArrayList<Integer>> result = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
        if (root == null) {
            return result;
        }

        ArrayList<TreeNode> Q1 = new ArrayList<TreeNode>();
        ArrayList<TreeNode> Q2 = new ArrayList<TreeNode>();

        Q1.add(root);
        while (Q1.size() != 0) {
            ArrayList<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
            Q2.clear();
            for (int i = 0; i < Q1.size(); i++) {
                TreeNode node = Q1.get(i);
                level.add(node.val);
                if (node.left != null) {
                    Q2.add(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    Q2.add(node.right);
                }
            }

            // swap q1 and q2
            ArrayList<TreeNode> temp = Q1;
            Q1 = Q2;
            Q2 = temp;

            // add to result
            result.add(level);
        }

        return result;
    }
}

// version 4: BFS, queue with dummy node
public class Solution {
    /**
     * @param root: The root of binary tree.
     * @return: Level order a list of lists of integer
     */
    public ArrayList<ArrayList<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        ArrayList<ArrayList<Integer>> result = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
        if (root == null) {
            return result;
        }

        Queue<TreeNode> Q = new LinkedList<TreeNode>();
        Q.offer(root);
        Q.offer(null); // dummy node

        ArrayList<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
        while (!Q.isEmpty()) {
            TreeNode node = Q.poll();
            if (node == null) {
                if (level.size() == 0) {
                    break;
                }
                result.add(level);
                level = new ArrayList<Integer>();
                Q.offer(null); // add a new dummy node
                continue;
            }

            level.add(node.val);
            if (node.left != null) {
                Q.offer(node.left);
            }
            if (node.right != null) {
                Q.offer(node.right);
            }
        }

        return result;
    }
}
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