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从上至下遍历二叉树---队列的性质

队列 队列
2023-04-18 15:21:41 时间

问题：从上到下打印出二叉树的每个节点，同一层的节点按照从左到右的顺序打印。剑指 Offer 32 - I. 从上到下打印二叉树 - 力扣（LeetCode）

思路：层序遍历 利用队列先入先出的性质，可以依次打印出每层的节点，即遍历完一个 front() 节点就 pop() ;

时间复杂度：O(N ); 空间复杂度：O(N )

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<int>v;
        if(root == nullptr) return v;
        queue<TreeNode*>q;
        q.push(root);
        while(q.size()){
            TreeNode* node = q.front();
            q.pop();
            v.push_back(node->val);
            if(node->left) q.push(node->left);
            if(node->right) q.push(node->right);
        }
        return v;
    }
};

加要求1：每层的节点对应一行，按行打印出节点

思路：嵌套一层循环，该循环次数是 外层循环int L = queue.size() 的大小，也即当前层的节点数，访问一个节点就pop() ；并且 L- - ；

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>>res;
        if(root == nullptr ) return res;
        queue<TreeNode*>q;
        q.push(root);
        while(q.size()){
            vector<int>tmp;
            int L = q.size();
            while(L--){
                TreeNode* node = q.front();
                q.pop();
                tmp.push_back(node->val);
                if(node->left) q.push(node->left);
                if(node->right) q.push(node->right);
            }
            res.push_back(tmp);                
        }
        return res;
    }
};

加要求2：“之” 字形遍历遍历，即第一行按照从左到右的顺序打印，第二层按照从右到左的顺序打印，第三行再按照从左到右的顺序打印

思路：针对之 字形 ，可以利用外层vector.size()  与上 0x1 进行判断，偶数层 时 tmp 不做置换，奇数层进行置换。

时间复杂度：O(N ) ; 空间复杂度：O(N );

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>>res;
        if(root == nullptr) return res;
        queue<TreeNode*>q;
        q.push(root);
        while(q.size()){
            int L = q.size();
            vector<int>tmp;
            while(L--){
                TreeNode* node = q.front();
                q.pop();
                tmp.push_back(node->val);
                if(node->left) q.push(node->left);
                if(node->right) q.push(node->right);
            }
            if(res.size() & 0x01){
                reverse(tmp.begin(),tmp.end());
                res.push_back(tmp);
            }else{
                res.push_back(tmp);
            }
        }
        return res;
    }
};

 其中倒序 方法二：可以预先设置一个内循环vector<int>tmp(q.size()) 的容器，再设置一个bool型变量，用来分辨奇偶；vector的随机访问性质，对下标做 正序、倒序 赋值；

tmp[symbol ? (num-L) : (L-1)] = node->val
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>>res;
        if(root == nullptr) return res;
        queue<TreeNode*>q;
        q.push(root);
        bool symbol = true; // true为奇数层 左至右 ；false 为偶数层 右至左
        while(q.size()){
            int L = q.size();
            int num = q.size();
            vector<int>tmp(num);//预先占位
            while(L){
                TreeNode* node = q.front();
                q.pop();
                tmp[symbol ? (num-L) : (L-1)] = node->val;//状态转移方法
                if(node->left) q.push(node->left);
                if(node->right) q.push(node->right);
                L -=1;
            }
            symbol = !symbol;
            res.push_back(tmp);
        }
        return res;
    }
};

 

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