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
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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。
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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。
算法流程:
- 特例处理: 当根节点为空,则返回空列表 [] ;
- 初始化: 打印结果列表 res = [] ,包含根节点的队列 queue = [root] ;
- BFS 循环: 当队列 queue 为空时跳出;
- 新建一个临时列表 tmp ,用于存储当前层打印结果;
- 当前层打印循环: 循环次数为当前层节点数(即队列 queue 长度);
- 出队: 队首元素出队,记为 node;
- 打印: 将 node.val 添加至 tmp 尾部;
- 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 ;
- 将当前层结果 tmp 添加入 res 。
- 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;
}
}