剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III #二叉树的Z形遍历

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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]
]

算法思路

题目的要求是奇数层从左到右遍历,偶数层从右向左遍历,所以有

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  1. 为了保证节点连续,左/右节点的添加顺序需要与遍历顺序保持一致,即从左向右遍历需要先添加左结点再添加右结点

比如这里,先遍历第一层,把 11 出队列,因为是从左向右的遍历,那么就需要先把左节点 22 加入队列,再把右节点 33 加入队列

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  1. 因为在上一层元素出队列的同时,下一层的元素也在入队列,所以这里需要使用双端队列作为容器,并且同时使用两端分别出入队列

节点 11 已经出队列,队列中只剩节点 323、2 ,现在,如果想要从右向左的顺序遍历第二层节点,很明显,只需要从它们入队列的一端出队列,就能够完成从右向左的遍历了。

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这是因为从入队列一端出栈,自然会与入队列的顺序相反,而入队列的顺序是与上一层的遍历顺序一致的,所以就能够从右向左遍历第二层节点。

同理,只需要按照1、2的方式出入队列,就能够实现各层的交替遍历了,即每一层的遍历顺序都与上一层相反

节点 323、2 出队列的同时,按照从右向左的顺序把它们的子节从另一端入队列,最后再从入队列的一端出队列,就完成了这棵树的交替遍历了

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结果为

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算法流程:

  1. 初始化: 声明一个双端队列 dequedeque,并把 rootroot 加入队列
  2. 循环遍历:dequedeque 不为空时,循环
    • 从左向右:把 dequedeque 中的元素从队尾出队列,并且分别把它们的左节点、右节点先后队头入队列
    • 从右向左:把 dequedeque 中的元素从队头出队列,并且分别把它们的右节点、左节点先后队头入队列
  3. 返回遍历的结果

代码实现

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()) {
            List<Integer> tmp = new ArrayList<>();
            for (int i = deque.size(); i > 0; i--) {
                TreeNode node = deque.pollLast();
                tmp.add(node.val);
                if (node.left != null) {
                    deque.addFirst(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    deque.addFirst(node.right);
                }
            }
            res.add(tmp);
            if (deque.isEmpty()) {
                break;
            }
            tmp = new ArrayList<>();
            for (int i = deque.size(); i > 0; i--) {
                TreeNode node = deque.pollFirst();
                tmp.add(node.val);
                if (node.right != null) {
                    deque.addLast(node.right);
                }
                if (node.left != null) {
                    deque.addLast(node.left);
                }
            }
            res.add(tmp);
        }
        return res;
    }
}