掌握二叉树层序遍历，代码细节满分搞定！

前端

2023-03-07 05:13:40

二叉树层序遍历：深入剖析

什么是二叉树层序遍历？

二叉树层序遍历是一种广泛使用的广度优先搜索算法，用于从上到下访问二叉树中的节点。它按层访问节点，从第一层到最后一层，依次访问根节点、其所有子节点、其所有子节点的子节点，以此类推，直至遍历完所有节点。

二叉树层序遍历的实现

二叉树层序遍历有两种主要实现方式：

递归实现： 该方法利用递归函数的特性，以递归的方式遍历二叉树的每个节点。
迭代实现： 该方法使用队列来存储要访问的节点，并通过循环方式访问队列中的每个节点。

代码示例

Java

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class TreeLevelOrderTraversal {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return result;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode node = queue.poll();
                level.add(node.val);
                if (node.left != null) {
                    queue.add(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.add(node.right);
                }
            }
            result.add(level);
        }
        return result;
    }

    public class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode(int x) {
            val = x;
        }
    }
}

Python

from collections import deque

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

    result = []
    queue = deque([root])

    while queue:
        level = []
        for _ in range(len(queue)):
            node = queue.popleft()
            level.append(node.val)
            if node.left:
                queue.append(node.left)
            if node.right:
                queue.append(node.right)

        result.append(level)

    return result

class TreeNode:
    def __init__(self, val):
        self.val = val
        self.left = None
        self.right = None

C++

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>

using namespace std;

struct TreeNode {
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;

    TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};

vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode *root) {
    if (!root) {
        return {};
    }

    vector<vector<int>> result;
    queue<TreeNode *> q;
    q.push(root);

    while (!q.empty()) {
        int size = q.size();
        vector<int> level;

        for (int i = 0; i < size; i++) {
            TreeNode *node = q.front();
            q.pop();
            level.push_back(node->val);

            if (node->left) {
                q.push(node->left);
            }
            if (node->right) {
                q.push(node->right);
            }
        }

        result.push_back(level);
    }

    return result;
}