初探 LeetCode 102：二叉树的层序遍历，逐层深入剖析！

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2024-01-04 19:06:41

LeetCode 作为算法领域举足轻重的平台，聚集了无数渴望精进技能的编程爱好者。今天，我们将共同踏上 LeetCode 102 题：二叉树的层序遍历的探索之旅。

引言

二叉树，计算机科学领域中数据结构的中流砥柱，以其高效存储和检索信息的能力而闻名。层序遍历，一种遍历二叉树的经典算法，以其自顶向下的逐层探索方式，揭示着二叉树的层级结构。

层序遍历算法详解

层序遍历的精髓在于借助队列这一数据结构，分层逐级探索二叉树。算法流程如下：

从根节点开始，将根节点加入队列。
只要队列不为空：
- 取出队列头部元素，将其值存储。
- 如果该元素有左子节点，将左子节点加入队列。
- 如果该元素有右子节点，将右子节点加入队列。
重复步骤 2，直至队列为空。

Python 实现

Python 凭借其简洁优雅的语法，是算法实现的理想选择。下面是层序遍历在 Python 中的实现：

def level_order(root):
    if not root:
        return []
    queue = [root]
    result = []
    while queue:
        level = []
        for i in range(len(queue)):
            node = queue.pop(0)
            level.append(node.val)
            if node.left:
                queue.append(node.left)
            if node.right:
                queue.append(node.right)
        result.append(level)
    return result

应用实例

层序遍历算法广泛应用于二叉树相关问题，如求解二叉树的高度、判断二叉树是否平衡等。以下是一个求解二叉树高度的应用实例：

def tree_height(root):
    if not root:
        return 0
    height_left = tree_height(root.left)
    height_right = tree_height(root.right)
    return max(height_left, height_right) + 1