[LeetCode]（面试题32 - I）从上到下打印二叉树

题目

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。

例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

返回：

[3,9,20,15,7]

提示：

1. 节点总数 <= 1000

解题思路

二叉树的“从上至下”打印（即按层打印），又称为二叉树的层次遍历，可以通过 BFS 来实现，而 BFS 又通常借助队列来实现。

算法步骤：

• 1）特例处理：当树的根节点为空，则直接返回空列表 [] ；
• 2）初始化：结果列表 res = [] ，包含根节点的队列 queue = [root] ；
• 3）进入 BFS 循环：当队列 queue 不为空时进入循环：
  • 3.1）队首元素出队，记为 cur；
  • 3.2）打印：将 cur.val 添加至列表 res 尾部；
  • 3.3）添加子节点：若 cur 的左（右）子节点不为空，则将左（右）子节点分别加入队列 queue ；
• 4）返回值：返回结果列表 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，需要 O(N) 大小的额外空间。

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public int[] levelOrder(TreeNode root) {
        if(root == null){
            return new int[0];
        }
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        Deque<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            TreeNode cur = queue.poll();
            list.add(cur.val);
            if(cur.left != null){
                queue.offer(cur.left);
            }
            if(cur.right != null){
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
        int[] res = new int[list.size()];
        for(int i=0; i<list.size(); i++){
            res[i] = list.get(i);
        }
        return res;
    }
}