JZ32 - II. 从上到下打印二叉树 II

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从上到下按层打印二叉树,同一层的节点按从左到右的顺序打印,每一层打印到一行。

 

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], [9,20], [15,7] ]  

提示:

节点总数 <= 1000

解题思路

  • I. 按层打印: 题目要求的二叉树的 从上至下 打印(即按层打印),又称为二叉树的 广度优先搜索(BFS)。BFS 通常借助 队列 的先入先出特性来实现。

  • II. 每层打印到一行: 将本层全部节点打印到一行,并将下一层全部节点加入队列,以此类推,即可分为多行打印。

image.png

算法流程:

  1. 特例处理: 当根节点为空,则返回空列表 [] ;
  2. 初始化: 打印结果列表 res = [] ,包含根节点的队列 queue = [root] ;
  3. BFS 循环: 当队列 queue 为空时跳出;
    1. 新建一个临时列表 tmp ,用于存储当前层打印结果;
    2. 当前层打印循环: 循环次数为当前层节点数(即队列 queue 长度);
      1. 出队: 队首元素出队,记为 node;
      2. 打印: 将 node.val 添加至 tmp 尾部;
      3. 添加子节点: 若 node 的左(右)子节点不为空,则将左(右)子节点加入队列 queue ;
    3. 将当前层结果 tmp 添加入 res 。
  4. 返回值: 返回打印结果列表 res 即可。

复杂度分析:

时间复杂度 O(N) : N 为二叉树的节点数量,即 BFS 需循环 N 次。

空间复杂度 O(N) : 最差情况下,即当树为平衡二叉树时,最多有 N/2 个树节点同时在 queue 中,使用 O(N) 大小的额外空间。

代码:

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