树(层序遍历):剑指 Offer 32 - II. 从上到下打印二叉树 II

发布时间 2023-03-31 15:59:09作者: ZDREAMER

题目描述:

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。

 

例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

3
/ \
9 20
/ \
15 7


返回其层次遍历结果:

[
  [3],
  [9,20],
  [15,7]
]

 

提示:

  1. 节点总数 <= 1000

 

解题思路:

I. 按层打印: 题目要求的二叉树的 从上至下 打印(即按层打印),又称为二叉树的 广度优先搜索(BFS)。BFS 通常借助 队列 的先入先出特性来实现。

II. 每层打印到一行: 将本层全部节点打印到一行,并将下一层全部节点加入队列,以此类推,即可分为多行打印

 

 

 

算法流程:
1.特例处理: 当根节点为空,则返回空列表 [] ;
2.初始化: 打印结果列表 res = [] ,包含根节点的队列 queue = [root] ;
3.BFS 循环: 当队列 queue 为空时跳出;
  1).新建一个临时列表 tmp ,用于存储当前层打印结果;
  2).当前层打印循环: 循环次数为当前层节点数(即队列 queue 长度);
    a.出队: 队首元素出队,记为 node;
    b.打印: 将 node.val 添加至 tmp 尾部;
    c.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 ;
  3).将当前层结果 tmp 添加入 res 。
4.返回值: 返回打印结果列表 res 即可。

 

 

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。

 

class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    public TreeNode(int x) {
        val = x;
    }
}
class Solution{
    public List<List<Integer>> levelOrder (TreeNode root){
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root!=null) queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            List<Integer> temp = new ArrayList<>();
            int size = queue.size();//此句注意
            //queue是在变化的,如果放在判断语句中每次得到queue的大小都是不同的
            //要用的是此轮的queue长度queue.size()来出栈
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode node = queue.poll();
                temp.add(node.val);
                if(node.left!=null) queue.offer(node.left);
                if(node.right!=null) queue.offer(node.right);
            }
            res.add(temp);
        }
        return res;
    }
}