003-102-Binary Tree Level Order Traversal 层序遍历二叉树

Description

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   7return its level order traversal as:[    [3],    [9,20],    [15,7]]

分析 使用BFS

树的层序遍历很简单，树可以看成图的退化，对树的广度优先遍历就是层序遍历，我们用一个队列就可以完成。每访问一个节点，执行队列的出队操作，同时把他的子节点插入到队列末尾，持续访问直至队列为空。当要将每一层区别开来的时候好似麻烦一点，其实也简单，我们可以从根节点开始访问，根节点作为特殊的一层，只有一个节点。每访问一层就为该层的子节点，也就是就为下一层的节点新建立一个队列。

code

尾递归

/** * Definition for a binary tree node. * public class TreeNode { *     int val; *     TreeNode left; *     TreeNode right; *     TreeNode(int x) { val = x; } * } */public class Solution {    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {        List<List<Integer>> opList=new ArrayList<List<Integer>>();        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<TreeNode>();        if(root!=null){            queue.offer(root);            levelOrder(opList,queue);        }        return opList;        }    public void levelOrder(List<List<Integer>> opList, Queue<TreeNode> queue){        if(queue.isEmpty())return;        else{            List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();//存放一层的节点的值            Queue<TreeNode> nextLevelQueue=new LinkedList<TreeNode>();//用以存放下一层的节点            while(!queue.isEmpty()){//访问一层的队列                TreeNode next=queue.poll();                list.add(next.val);                if(next.left!=null)nextLevelQueue.offer(next.left);                if(next.right!=null)nextLevelQueue.offer(next.right);            }            opList.add(list);//插入到输出            levelOrder(opList,nextLevelQueue);//尾递归，消耗很大，转迭代        }    }}

用时4毫秒，可以看到我使用的是尾递归，可以将其改为迭代方式，减少不必要的开销。可以看到，每访问一层，就创建一个节点队列以用于存放下一层的节点。

迭代

    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {        List<List<Integer>> opList=new ArrayList<List<Integer>>();        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<TreeNode>();        if(root!=null){            queue.offer(root);            //levelOrder(opList,queue);            while(!queue.isEmpty()){                List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();                Queue<TreeNode> nextLevelQueue=new LinkedList<TreeNode>();                while(!queue.isEmpty()){//访问一层的节点                    TreeNode next=queue.poll();                    list.add(next.val);                    if(next.left!=null)nextLevelQueue.offer(next.left);                    if(next.right!=null)nextLevelQueue.offer(next.right);                }//while                opList.add(list);                queue=nextLevelQueue;//访问下一层            }//while        }        return opList;        }

用时3毫秒。可以看到，在运行期间为每一层都创建一个新的队列。是否可以改为只使用一个队列？如果可以知道该层的节点数量k，就可以从队列中取出层的该k个节点，也可继续将下一层的节点插入该队列。可以在每层遍历前获得队列的大小，就获得了该层的节点数k。

只使用一个队列的代码

public class Solution {    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {        List<List<Integer>> opList=new ArrayList<List<Integer>>();        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<TreeNode>();        if(root!=null){            queue.offer(root);            //levelOrder(opList,queue);            while(!queue.isEmpty()){                List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();                int levelSize=queue.size();                for(int i=0;i<levelSize;i++){                    TreeNode next=queue.poll();                    list.add(next.val);                    if(next.left!=null)queue.offer(next.left);                    if(next.right!=null)queue.offer(next.right);                }//while                opList.add(list);            }//while        }        return opList;        }}

DFS 的思路

在讨论区看到有buddy用DFS的思路，很强。ac后可以自行前往评论区看看。