題目
從上到下按層打印二叉樹,同一層的節點按從左到右的順序打印,每一層打印到一行。
例如:
給定二叉樹: [3,9,20,null,null,15,7]
,
3
/ \
9 20
/ \
15 7
返回其層次遍歷結果:
[
[3],
[9,20],
[15,7]
]
提示:
節點總數 <= 1000
解題思路
二叉樹的“從上至下”打印(即按層打印),又稱爲二叉樹的層次遍歷,可以通過 BFS 來實現,而 BFS 又通常藉助隊列來實現。
算法步驟:
- 1)特例處理:當樹的根節點爲空,則直接返回空列表 [] ;
- 2)初始化:結果列表 res = [] ,包含根節點的隊列 queue = [root] ;
- 3)進入 BFS 循環:當隊列 queue 不爲空時進入循環:
- 3.1)新建一個臨時列表 tmp ,用於存儲當前層打印結果;
- 3.2)打印當前層節點,循環次數爲當前層節點數(即隊列 queue 長度):
- 3.2.1)隊首元素出隊,記爲 cur;
- 3.2.2)打印:將 cur.val 添加至列表 tmp 尾部;
- 3.2.3)添加子節點:若 cur 的左(右)子節點不爲空,則將左(右)子節點分別加入隊列 queue ;
- 3.3)將當前層結果 tmp 添加入 res 。
- 4)返回值:返回結果列表 res 即可。
複雜度分析:
時間複雜度:O(N):N 爲二叉樹的節點數量,即 BFS 需循環 N 次。
空間複雜度:O(N):最差情況下,即當樹爲平衡二叉樹時,最多有 N/2 個樹節點同時在 queue 中,需要 O(N) 大小的額外空間。
代碼
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
Deque<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
if(root == null){
return res;
}
queue.offer(root);
while(!queue.isEmpty()){
// 本層節點數
int n = queue.size();
List<Integer> tmp = new ArrayList<>();
for(int i=0; i<n; i++){
TreeNode cur = queue.poll();
tmp.add(cur.val);
if(cur.left != null){
queue.offer(cur.left);
}
if(cur.right != null){
queue.offer(cur.right);
}
}
res.add(tmp);
}
return res;
}
}