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掌握二叉树锯齿形层序遍历,成为编程高手

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锯齿形层序遍历

在锯齿形层序遍历中,我们逐层访问二叉树的节点,但每一层的访问方向是交替的。例如,第一层从左到右访问,第二层从右到左访问,第三层又从左到右访问,以此类推。

这种遍历方式可以帮助我们更好地理解二叉树的结构和层次关系,并方便我们进行各种操作和分析。

算法实现

实现锯齿形层序遍历,我们可以使用队列和递归两种方法。

队列法

队列法是一种广度优先搜索(BFS)算法,它使用队列来存储每一层的节点,并逐层访问。

def zigzag_level_order(root):
    if not root:
        return []

    result = []
    queue = [root]
    level = 0

    while queue:
        size = len(queue)
        level_result = []

        # 判断当前层是奇数层还是偶数层
        if level % 2 == 0:
            # 奇数层从左到右访问
            for i in range(size):
                node = queue.pop(0)
                level_result.append(node.val)
                if node.left:
                    queue.append(node.left)
                if node.right:
                    queue.append(node.right)
        else:
            # 偶数层从右到左访问
            for i in range(size):
                node = queue.pop()
                level_result.append(node.val)
                if node.right:
                    queue.append(node.right)
                if node.left:
                    queue.append(node.left)

        result.append(level_result)
        level += 1

    return result

递归法

递归法也是一种广度优先搜索算法,它使用递归函数来访问每一层的节点。

def zigzag_level_order(root):
    if not root:
        return []

    result = []

    def helper(node, level):
        if not node:
            return

        if len(result) == level:
            result.append([])

        if level % 2 == 0:
            result[level].append(node.val)
        else:
            result[level].insert(0, node.val)

        helper(node.left, level + 1)
        helper(node.right, level + 1)

    helper(root, 0)

    return result

复杂度分析

队列法和递归法的复杂度都是 O(n),其中 n 是二叉树的节点数。

应用场景

锯齿形层序遍历在许多场景中都有应用,例如:

  • 打印二叉树的结构
  • 检查二叉树是否对称
  • 计算二叉树的最大宽度
  • 查找二叉树中最长路径

总结

锯齿形层序遍历是一种重要的二叉树遍历算法,它可以帮助我们更好地理解二叉树的结构和层次关系,并方便我们进行各种操作和分析。

在本文中,我们介绍了锯齿形层序遍历的基本概念、算法实现和应用场景,希望对您有所帮助。