二叉树前序序列化的验证：LeetCode 331 解题指南

## 前言

大家好，我是技术博客撰稿人，将以独到的观点与专业解读，带领大家深入探索 LeetCode 331 题解。本文将从多个角度深入解析前序遍历方法，为理解二叉树序列化与反序列化机制奠定坚实基础。我们从代码解析开始，再深入剖析算法，最后呈现复杂度和边界条件分析。

## 代码解析

```java
public class Codec {

    // Encodes a tree to a single string.
    public String serialize(TreeNode root) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        serialize(root, sb);
        return sb.toString();
    }

    private void serialize(TreeNode root, StringBuilder sb) {
        if (root == null) {
            sb.append("null,");
        } else {
            sb.append(root.val + ",");
            serialize(root.left, sb);
            serialize(root.right, sb);
        }
    }

    // Decodes your encoded data to tree.
    public TreeNode deserialize(String data) {
        String[] nodes = data.split(",");
        int[] index = new int[1];
        return deserialize(nodes, index);
    }

    private TreeNode deserialize(String[] nodes, int[] index) {
        if (index[0] == nodes.length || nodes[index[0]].equals("null")) {
            index[0]++;
            return null;
        }
        TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(nodes[index[0]++]));
        root.left = deserialize(nodes, index);
        root.right = deserialize(nodes, index);
        return root;
    }
}

算法剖析

我们首先了解前序遍历的思想。前序遍历采用深度优先的策略，首先访问当前结点，再访问其左子结点，最后访问其右子结点。算法的核心在于，我们可以通过前序遍历将二叉树转化为一个字符串，并且这个字符串可以唯一地确定一棵二叉树。

具体的序列化过程是这样的：

1. 如果结点为空，则在字符串中追加一个特殊标记，比如“#”。
2. 如果结点不为空，则在字符串中追加结点的值，然后递归地对结点的左右子结点进行序列化。

反序列化过程与序列化过程类似。我们首先从字符串中读取结点的值，然后根据结点的值创建结点。然后，我们递归地读取结点的左右子结点的值，并创建左右子结点。

需要注意的是，在反序列化时，我们需要使用一个索引来跟踪当前读取到的字符串的位置。

复杂度与边界条件

复杂度

• 时间复杂度：序列化和反序列化的复杂度都是 O(N)，其中 N 是二叉树中的结点数。
• 空间复杂度：序列化和反序列化的空间复杂度都是 O(N)，其中 N 是二叉树中的结点数。

边界条件

当二叉树为空时，序列化和反序列化的结果都是一个空字符串。

结语

LeetCode 331 题解是二叉树序列化与反序列化的一个经典范例，它很好地展现了前序遍历的思想和实现方法。希望本文能够帮助大家理解这种方法，并在实际项目中灵活运用。