LeetCode二叉樹的層序周遊系列問題總結（隊列實作）

層序周遊：從根節點開始，從上到下，從左到右通路每一個節點。

二叉樹節點定義：

public class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode(int x) { val = x; }
}
           

層序周遊：用隊列實作。

具體操作：根節點入隊；while循環判斷隊列不空時，彈出一個節點，通路它，并把它的左右孩子節點入隊（父親節點出隊，兒子節點入隊）。有點花木蘭代父從軍的意思哈。

最簡單的層序周遊模闆：

public void levelOrder(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode cur = queue.poll();
            System.out.println(cur.val);
            if (cur.left != null) {
                queue.offer(cur.left);
            }
            if (cur.right != null) {
                queue.offer(cur.right);
            }
        }
    }
           

解答LeetCode102、107、103、199題，隻需要在上面的模闆進行修改。

102. Binary Tree Level Order Traversal

題目位址：https://leetcode.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/description/

根據題目要求我們需要知道周遊時的層數，也就是說，需要知道每層有多少個節點，而隊列的size()就是這個隊列裡面的節點數量，每次進入while循環的時候通過queue.size()就可以得到這一層的節點數，然後周遊這些節點就可以了。

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

107. Binary Tree Level Order Traversal II

題目位址：https://leetcode.com/problems/binary-tree-level-order-traversal-ii/description/

這一題的層是從下到上的，隻需要改變res.add(E e)方式，改為res.add(int index,E e)；具體的這兩個方法有什麼不同可以參考Java的APIhttps://docs.oracle.com/en/java/javase/11/docs/api/java.base/java/util/ArrayList.html

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root == null ){
            return res;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode cur = queue.poll();
                list.add(cur.val);
                if(cur.left!=null){
                    queue.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    queue.offer(cur.right);
                }
            }
            res.add(0,list);
        }
        return res;
    }
}
           

103. Binary Tree Zigzag Level Order Traversal

題目位址：https://leetcode.com/problems/binary-tree-zigzag-level-order-traversal/description/

“之”字型層序周遊，有了上面兩個題的基礎，這個題很好解決，隻需要記錄一下層數，分情況使用ArrayList.add(E e)和ArrayList.add(int index,E e)即可解決。

class Solution {
    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root == null ){
            return res;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(root);
        int level = 0;
        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode cur = queue.poll();
                if(level %2 ==0){
                    list.add(cur.val);
                }else{
                    list.add(0,cur.val);
                }
                if(cur.left!=null){
                    queue.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    queue.offer(cur.right);
                }
            }
            res.add(list);
            level++;
        }
        return res;
    }
}
           

199. Binary Tree Right Side View

題目位址：https://leetcode.com/problems/binary-tree-right-side-view/description/

二叉樹的右視圖，層序周遊，隻将每層最後一個節點的值添加ArrayList中傳回。

class Solution {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if(root == null){
            return res;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode cur = queue.poll();
                list.add(cur.val);
                if(cur.left!=null){
                    queue.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    queue.offer(cur.right);
                }
            }
            res.add(list.get(size-1));
        }
        return res;
    }
}