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一、题目

描述:
请实现两个函数，分别用来序列化和反序列化二叉树，不对序列化之后的字符串进行约束，但要求能够根据序列化之后的字符串重新构造出—棵与原二叉树相同的树。

#include<iostream>
using namespace std;

struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    inline TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

char* serialize(TreeNode *root) {

}
TreeNode* deserialize(char *str) {

}

int main(int, char*[])
{
    TreeNode root(1);
    TreeNode node1(2);
    TreeNode node2(3);
    TreeNode node3(6);
    TreeNode node4(7);
    root.left = &node1;
    root.right = &node2;
    node2.left = &node3;
    node2.right = &node4;

    char* data = serialize(&root);
    TreeNode* node = deserialize(data);

    cout << node->val << endl;
    cout << node->left->val << endl;
    cout << node->right->val << endl;
    cout << node->right->left->val << endl;
    cout << node->right->right->val << endl;
}

二、分析

老规矩，对于动态申请内存的操作能避免则避免，题中规定节点数小于等于100，再加上叶子节点最多36个，每个叶子结点两个空子节点，也就是100+36*2=172，总共需要申请172的空间，但是如果考虑没有规定节点数的情况，本着兼容的原则，还是老老实实遍历获取总节点数吧。

题中规定数值不超过150，也就意味着我们最多使用1个字节就可以表示一个数，所以序列化的时候可以使用字节表示法，这样就可以避免使用逗号或者其他符号来讲数字隔开，也省去了分离的步骤，因为我们可以确定一个字节就是一个数，而空节点就可以使用151~255之间的数字来表示。

接着就是确定遍历顺序了，这里对于遍历顺序没有特殊注意的，先序中序后序皆可，因为我们是表示了空节点的，哪种顺序都能构建成功，但是从简单程度上来看，先序遍历会好一些，因为先序遍历每一步都是连上的，而中序和后序是有先构建子树再连接的情况，不利于逻辑推理。

三、模拟

1 "1"
1 -> 2 "12"
2 -> 空左 "12#"
2 -> 空右 "12##"
1 -> 3 "12##3"
3 -> 6 "12##36"
6 -> 空左 "12##36#"
6 -> 空右 "12##36##"
3 -> 7 "12##36##7"
7 -> 空左 "12##36##7#"
7 -> 空右 "112##36##7##"
遍历结束

四、实现

inline char toChar(int& i){
    return static_cast<char>(static_cast<unsigned char>(i));
}
inline int toInt(char& c){
    return static_cast<int>(static_cast<unsigned char>(c));
}
void serializeDfs(TreeNode *root, char* data, int& cursor) {
    static char none = static_cast<char>(static_cast<unsigned char>(151));
    if(root){
        data[cursor] = toChar(root->val);
        ++cursor;
        serializeDfs(root->left, data, cursor);
        serializeDfs(root->right, data, cursor);
    }else{
        data[cursor] = none;
        ++cursor;
    }
}
void serializeCount(TreeNode *root, int& count) {
    ++count;
    if(root){
        serializeCount(root->left, count);
        serializeCount(root->right, count);
    }
}
char* serialize(TreeNode *root) {
    int count = 0;
    if(root){
        serializeCount(root, count);
    }
    char* data = new char[count + 1];
    data[count] = 0;
    int cursor = 0;
    serializeDfs(root, data, cursor);
    return data;
}

TreeNode* deserializeDfs(char *str, int& cursor) {
    static char none = static_cast<char>(static_cast<unsigned char>(151));
    char& c = str[cursor];
    ++cursor;
    if(c == none) return nullptr;
    TreeNode* node = new TreeNode(toInt(c));
    node->left = deserializeDfs(str, cursor);
    node->right = deserializeDfs(str, cursor);
    return node;
}
TreeNode* deserialize(char *str) {
    if(!*str) return nullptr;
    int cursor = 0;
    return deserializeDfs(str, cursor);
}

五、结言

这道题主要还是对二叉树遍历算法在实际中的一种应用，熟练掌握基础算法很重要。

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每日一算法题-序列化二叉树

一、题目

二、分析

三、模拟

四、实现

五、结言