层序遍历总结「建议收藏」

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以 LeetCode102 作为例子：

题目描述

思路描述

层序遍历需要用到的数据结构是队列。需要考虑的问题是：如何标识当前节点的层数。
有以下三种方法：

方法 1

将每个节点表示为一个二元组 (node, level)，这种方法效率太低，不考虑。感兴趣可以参考

方法 2

遍历完一层节点后，在队列中插入一个标记节点NULL，这个标记节点没有具体意义，只是标识某一层已经遍历结束。
这种方法的缺点在于，假如想要在层序遍历过程中，有元素为 NULL，那么标记节点就会出现混淆。
这种方法的代码我经常用，如下：

class Solution { 
   
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) { 
   
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (root == null) return result;

        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        queue.offer(null);
        List<Integer> layer = new ArrayList<>();
        while (!queue.isEmpty()) { 
   
            if (queue.peek() == null) { 
   
                result.add(layer);
                queue.poll();
                if (queue.isEmpty()) break;
                queue.offer(null);
                layer = new ArrayList<>();
                continue;
            }
            TreeNode poll = queue.poll();
            layer.add(poll.val);
            if (poll.left != null) queue.offer(poll.left);
            if (poll.right != null) queue.offer(poll.right);
        }

        return result;
    }
}

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方法 3

方法 3 是按层进行操作队列，每次循环不是取出一个节点，而是取出一整层节点。

我们可以用一种巧妙的方法修改 BFS：

1. 首先根元素入队
2. 当队列不为空的时候
   1. 求当前队列的长度 s_is
   2. 依次从队列中取 s_is 个元素进行拓展，然后进入下一次迭代

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/solution/er-cha-shu-de-ceng-xu-bian-li-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode） 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

代码如下：

class Solution { 
   
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) { 
   
        List<List<Integer>> ret = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (root == null) { 
   
            return ret;
        }

        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) { 
   
            List<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
            int currentLevelSize = queue.size();
            for (int i = 1; i <= currentLevelSize; ++i) { 
   
                TreeNode node = queue.poll();
                level.add(node.val);
                if (node.left != null) { 
   
                    queue.offer(node.left);
                }
                if (node.right != null) { 
   
                    queue.offer(node.right);
                }
            }
            ret.add(level);
        }
        
        return ret;
    }
}

作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/solution/er-cha-shu-de-ceng-xu-bian-li-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。