[剑指offer][JAVA]面试题第[32-3]题[从上到下打印二叉树 ][BFS]

【问题描述】[中等]

请实现一个函数按照之字形顺序打印二叉树，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，其他行以此类推。
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],[20,9],[15,7]
]提示：节点总数 <= 1000

【解答思路】

1. 层序遍历 + 倒序

时间复杂度：O(N) 空间复杂度：O(N)

class Solution {public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();if(root != null) queue.add(root);while(!queue.isEmpty()) {List<Integer> tmp = new ArrayList<>();for(int i = queue.size(); i > 0; i--) {TreeNode node = queue.poll();tmp.add(node.val);if(node.left != null) queue.add(node.left);if(node.right != null) queue.add(node.right);}if(res.size() % 2 == 1) Collections.reverse(tmp);res.add(tmp);}return res;}
}

2. 层序遍历 + 双端队列

时间复杂度：O(N) 空间复杂度：O(N)

class Solution {public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();if(root != null) queue.add(root);while(!queue.isEmpty()) {LinkedList<Integer> tmp = new LinkedList<>();for(int i = queue.size(); i > 0; i--) {TreeNode node = queue.poll();if(res.size() % 2 == 0) tmp.addLast(node.val); // 偶数层 -> 队列头部else tmp.addFirst(node.val); // 奇数层 -> 队列尾部if(node.left != null) queue.add(node.left);if(node.right != null) queue.add(node.right);}res.add(tmp);}return res;}
}

3. 层序遍历 + 双端队列（奇偶层逻辑分离）

时间复杂度：O(N) 空间复杂度：O(1)

class Solution {public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {Deque<TreeNode> deque = new LinkedList<>();List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();if(root != null) deque.add(root);while(!deque.isEmpty()) {// 打印奇数层List<Integer> tmp = new ArrayList<>();for(int i = deque.size(); i > 0; i--) {// 从左向右打印TreeNode node = deque.removeFirst();tmp.add(node.val);// 先左后右加入下层节点if(node.left != null) deque.addLast(node.left);if(node.right != null) deque.addLast(node.right);}res.add(tmp);if(deque.isEmpty()) break; // 若为空则提前跳出// 打印偶数层tmp = new ArrayList<>();for(int i = deque.size(); i > 0; i--) {// 从右向左打印TreeNode node = deque.removeLast();tmp.add(node.val);// 先右后左加入下层节点if(node.right != null) deque.addFirst(node.right);if(node.left != null) deque.addFirst(node.left);}res.add(tmp);}return res;}
}

【总结】

1.细节

1.1 Queue
新建

  // Queue<TreeNode> queue=  new LinkedList<>();//queue.add(root);Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>(){{ add(root); }};

入队出队 add(x) poll()

1.2 ArrayList
新建
ArrayList ans = new ArrayList<>();
长度 size（）
获取元素 get(i)

2. Queue

Queue是在两端出入的List，所以也可以用数组或链表来实现。

add 增加一个元索如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
remove 移除并返回队列头部的元素如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
element 返回队列头部的元素如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false
poll 移除并返问队列头部的元素如果队列为空，则返回null
peek 返回队列头部的元素如果队列为空，则返回null
put 添加一个元素如果队列满，则阻塞
take 移除并返回队列头部的元素如果队列为空，则阻塞

注意

remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。
add remove element操作在队满或者队空的时候会报异常。
offer poll peek 在队满或者队空的时候不会报异常。
put take操作属于阻塞操作。队满队空均会阻塞。

3.LinkedList

以双向链表实现的LinkedList既是List，也是Queue。
它是唯一一个允许放入null的Queue。

4.BFS 层次遍历队列实现

转载链接：https://leetcode-cn.com/problems/cong-shang-dao-xia-da-yin-er-cha-shu-iii-lcof/solution/mian-shi-ti-32-iii-cong-shang-dao-xia-da-yin-er–3/

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【总结】

1.细节

2. Queue

注意

3.LinkedList

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