数据结构与算法分析笔记与总结(java实现)--二叉树14：把二叉树打印成多行

题目：从上到下按层打印二叉树，同一层结点从左至右输出。每一层输出一行。

思路：按层打印，使用按层遍历（宽度优先遍历）即可，需要使用一个队列（通过LinkedList来充当队列），然后进行循环即可，如果不需要考虑换行，那么十分简单。如果需要考虑换行，那么关键就是确定何时进行换行，如何确定换行？使用2个指针last和nlast来分别指向下一行的最后一个结点合当前正在访问（不是遍历，是指压入队列的元素）的最后一个结点。初始时，认为初始指针在头结点的上方空间，此时令last=root；nlast=null，然后进行按层遍历，每次从队列中弹出一个结点temp表示当前遍历到的结点，要与下一行的最后一个结点last进行比较，看是否相同，如果相同就换行，否则继续；每次从队列中弹出一个结点后需要将其2个子节点进行判断并压入队列中，将nlast指向当前压入队列的结点，如果temp==last，表示正在遍历的结点已经到达行的结尾，此时必然恰好该temp的第二个子节点就是下一行的最后一个结点，于是将nlast赋值给last对last进行更新即可。每一行遍历结束后就新建一个ArrayList即可。

常识：创建集合时不要使用接口List,如果使用List,那么list就是List类型的，于是不能使用poll等方法，即变量总是使用它的静态类型作为其真正的类型（jvm）。

importjava.util.*;

//按层遍历,使用last,nlast指针来进行换行

publicclass Solution {

   //使用成员变量来存放结果集合，也可以作为参数传入到方法中

    ArrayList<ArrayList<Integer>>results;

    ArrayList<ArrayList<Integer>>Print(TreeNode pRoot){

       //创建一个ArrayList<ArrayList<Integer>>用于存放答案

        results=newArrayList<ArrayList<Integer>>();

       //调用一个单独的方法解决问题,仔细：这里传入的参数是pRoot而不是root

       //特殊输入：要注意空节点输入的情况：此时返回的是一个空的list而不是null

        if(pRoot==null) return results;

        this.process(pRoot);

       //返回结果

        return results;

    }

   

   //输入一棵二叉树，按层遍历，将每一层的结点放入一个ArrayList中

    private void process(TreeNode root){

       //①创建一个队列

        LinkedList<TreeNode> queue=newLinkedList<>();

        ArrayList<Integer> list=newArrayList<>();

        //②创建辅助的变量指针last和nlast

        TreeNode last=root;

        TreeNode nlast=null;

       //③先将根结点root放入到队列中

        queue.add(root);

       //开始循环：弹出--遍历--压入左右子孩子--判断是否到层的结尾

        while(queue.size()!=0){

            //弹出遍历一个结点

            TreeNode temp=queue.poll();

            //int放入Integer中,会自动装箱

            list.add(temp.val);

            //先压入左右子孩子并更新nlast

            if(temp.left!=null){

                queue.add(temp.left);

                nlast=temp.left;

            }

            if(temp.right!=null){

                queue.add(temp.right);

                nlast=temp.right;

            }

            //判断当前遍历的结点是否到达层的最后结尾

            if(last==temp){

                //到达层的最后一个结点,更新last

                last=nlast;

                //此时换一个新的list来存放每层的结点,并将当前层的list放入到结果集中

                results.add(list);

                list=newArrayList<Integer>();

            }

        }

    }

}