从上到下打印二叉树 II：揭秘分层遍历算法的奥秘

前端

2023-09-28 11:24:52

序言：

身处科技浪潮之中，算法已成为不可或缺的利器。作为算法修炼场之一的 leetcode，吸引着众多程序员不断挑战自我。今天，让我们共同探索剑指 Offer 32 - II 这道经典题目，揭开分层遍历算法的神秘面纱。

一、二叉树的结构与遍历：

二叉树是一种数据结构，由结点和边构成。每个结点包含一个数据域和最多两个子结点，分别称为左子结点和右子结点。二叉树的遍历有不同的方式，分层遍历是一种常见的遍历方式。

二、分层遍历算法：

分层遍历算法的目标是按层级顺序访问二叉树中的所有结点。其核心思想是使用队列数据结构，将结点按照层级依次入队和出队。具体步骤如下：

初始化队列，并把根结点入队。
循环执行以下操作，直到队列为空：
- 将队首结点出队并访问。
- 如果队首结点有左子结点，则将左子结点入队。
- 如果队首结点有右子结点，则将右子结点入队。

三、剑指 Offer 32 - II 解题思路：

剑指 Offer 32 - II 要求分层遍历一棵二叉树，并返回每一层结点的值。我们可以直接套用分层遍历算法，实现步骤如下：

初始化队列，并把根结点入队。
创建一个结果列表，用于存储每一层结点的值。
循环执行以下操作，直到队列为空：
- 获取当前队列的大小，表示当前层的结点数。
- 创建一个临时列表，用于存储当前层的结点值。
- 循环遍历当前层的结点数，执行以下操作：
  - 将队首结点出队并访问。
  - 把当前结点的值添加到临时列表中。
  - 如果当前结点有左子结点，则将左子结点入队。
  - 如果当前结点有右子结点，则将右子结点入队。
- 把临时列表添加到结果列表中。
返回结果列表。

四、代码实现：

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

    result = []
    queue = [root]

    while queue:
        level_size = len(queue)
        level_values = []

        for _ in range(level_size):
            node = queue.pop(0)
            level_values.append(node.val)
            if node.left:
                queue.append(node.left)
            if node.right:
                queue.append(node.right)

        result.append(level_values)

    return result