层序遍历的魅力：探索二叉树的结构

2024-01-20 15:45:59

层序遍历二叉树是计算机科学中一个经典的问题，也是前端面试中常见的算法题。层序遍历是指从二叉树的根节点开始，依次访问每一层的节点，直到遍历完整棵树。这是一种广度优先的遍历方式，可以帮助我们了解二叉树的结构和层次。

本篇文章将通过一个示例来详细讲解层序遍历二叉树的算法，并提供实现代码。我们还将讨论层序遍历的应用场景和需要注意的问题。

二叉树的层序遍历：

为了更直观地理解层序遍历，让我们以一个具体的二叉树为例。假设我们的二叉树结构如下：

        1
       / \
      2   3
     / \ / \
    4   5 6   7

1. 层序遍历算法步骤：

1) 初始化：

创建一个队列来存储待访问的节点。
将二叉树的根节点加入队列。

2) 循环：

当队列不为空时，重复以下步骤：
- 从队列的队首取出一个节点。
- 访问该节点，即打印该节点的值。
- 如果该节点有左子节点，则将左子节点加入队列。
- 如果该节点有右子节点，则将右子节点加入队列。

3) 返回：

当队列为空时，层序遍历完成，返回结果。

2. 实现代码：

def level_order_traversal(root):
  """
  层序遍历二叉树

  :param root: 二叉树的根节点
  :return: 二叉树的层序遍历结果
  """

  # 创建一个队列来存储待访问的节点
  queue = []

  # 将二叉树的根节点加入队列
  queue.append(root)

  # 结果列表
  result = []

  # 当队列不为空时，重复以下步骤
  while queue:
    # 从队列的队首取出一个节点
    node = queue.pop(0)

    # 访问该节点，即打印该节点的值
    result.append(node.val)

    # 如果该节点有左子节点，则将左子节点加入队列
    if node.left:
      queue.append(node.left)

    # 如果该节点有右子节点，则将右子节点加入队列
    if node.right:
      queue.append(node.right)

  # 返回结果
  return result