面试算法48：序列化和反序列化二叉树

题目

请设计一个算法将二叉树序列化成一个字符串，并能将该字符串反序列化出原来二叉树的算法。

分析

先考虑如何将二叉树序列化为一个字符串。需要逐个遍历二叉树的每个节点，每遍历到一个节点就将节点的值序列化到字符串中。以前序遍历的顺序遍历二叉树最适合序列化。如果采用前序遍历的顺序，那么二叉树的根节点最先序列化到字符串中，然后是左子树，最后是右子树。这样做的好处是在反序列化时最方便，从字符串中读出的第1个数值一定是根节点的值。

实际上，只把节点的值序列化到字符串中是不够的。首先，要用一个分隔符（如逗号）把不同的节点分隔开。其次，还要考虑如何才能在反序列化的时候构建不同结构的二叉树。

尽管null节点通常没有在图上画出来，但它们对树的结构是至关重要的。因此，应该把null节点序列化成一个特殊的字符串。如果把null节点序列化成"＃"，那么图8.3（a）中的二叉树用前序遍历将被序列化成字符串"6，6，6，＃，＃，6，＃，＃，6，＃，＃"，而图8.3（b）中的二叉树将被序列化成字符串"6，6，＃，＃，6，6，＃，＃，6，＃，＃"。

解

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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TreeNode node6 = new TreeNode(6);
        TreeNode node66 = new TreeNode(6);
        TreeNode node666 = new TreeNode(6);
        TreeNode node6666 = new TreeNode(6);
        TreeNode node66666 = new TreeNode(6);

        node6.left = node66;
        node6.right = node666;
        node66.left = node6666;
        node66.right = node66666;

        String result = serialize(node6);
        System.out.println(result);
        TreeNode deserialize = deserialize(result);
        System.out.println(deserialize);
    }

    public static String serialize(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return "#";
        }

        String leftStr = serialize(root.left);
        String rightStr = serialize(root.right);
        return root.val + "," + leftStr + "," + rightStr;
    }

    public static TreeNode deserialize(String data) {
        String[] nodeStrs = data.split(",");
        int[] array = {0};
        return dfs(nodeStrs, array);
    }

    private static TreeNode dfs(String[] strs, int[] array) {
        String str = strs[array[0]];
        array[0]++;

        if (str.equals("#")) {
            return null;
        }

        TreeNode node = new TreeNode(Integer.valueOf(str));
        node.left = dfs(strs, array);
        node.right = dfs(strs, array);
        return node;
    }
}