【前端面试常见算法题系列】102. 二叉树的层序遍历（中等）

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一、题目描述

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

• 树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
• -1000 <= Node.val <= 1000

二、思路分析

二叉树的层序遍历，说白了就是按照从上到下、从左到右的顺序 一层一层地输出节点值。

思路如下：

• 定义 res 数组，用来存放每一层的节点值；定义 que 队列，用来存放根节点或父节点。
• 一开始先将 root 存进 que 中。进入条件为 !que.empty() 的 while 循环，在这个循环里，我们要做的便是将 que 队列中的所有节点拿出来放进一个数组中，再将这个数组 push 进 res 中。
• 要获取 que 队列的所有节点，我们还需进行一次遍历，每获取一个节点，就将其取出并存进数组中，同时要将取出的节点的子节点都 push 进 que 队列中，这样就确保了 que 中的节点都是同一层的。

注意：在遍历 que 时，que.size() 要事先存起来，不能在 for 循环里表示，如果写成 for(int i=0; i<que.size(); i++) 的话，每次执行循环时 que 都可能有子节点 push 进来，导致 que.size() 发生改变，但如果事先 int size=que.size() 的话，无论 que 长度怎样改变，都不会受其影响。

三、AC 代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector <vector <int>> res;
        if (!root) return res;

        queue <TreeNode*> que;
        que.push(root);
        while (!que.empty()) {
            vector<int> arr;
            int size = que.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* cur = que.front();
                que.pop();
                arr.push_back(cur -> val);
                if (cur -> left) {
                    que.push(cur -> left);
                }
                if (cur -> right) {
                    que.push(cur -> right);
                }
            }
            res.push_back(arr);
        }
        return res;
    }
};