【算法系列-二叉树】层序遍历
文章目录
- 【算法系列-二叉树】层序遍历
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- [1. 算法分析🛸](#1. 算法分析🛸)
- [2. 相似题型🎯](#2. 相似题型🎯)
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- [2.1 二叉树的层序遍历II(LeetCode 107)](#2.1 二叉树的层序遍历II(LeetCode 107))
- [2.2 二叉树的右视图(LeetCode 199)](#2.2 二叉树的右视图(LeetCode 199))
- [2.3 二叉树的层平均值(LeetCode 637)](#2.3 二叉树的层平均值(LeetCode 637))
- [2.4 N叉树的层序遍历(LeetCode 429)](#2.4 N叉树的层序遍历(LeetCode 429))
- [2.5 在每个树行中找最大值(LeetCode 515)](#2.5 在每个树行中找最大值(LeetCode 515))
- [2.6 填充每个节点的下一个右侧节点指针(LeetCode 116)](#2.6 填充每个节点的下一个右侧节点指针(LeetCode 116))
- [2.7 二叉树的最大深度(LeetCode 104)](#2.7 二叉树的最大深度(LeetCode 104))
- [2.8 二叉树的最小深度(LeetCode 111)](#2.8 二叉树的最小深度(LeetCode 111))
1. 算法分析🛸
二叉树的层序遍历就是对树进行广度优先搜索，一层一层的对树的节点进行遍历；
【题目链接】102. 二叉树的层序遍历 - 力扣（LeetCode）
在这里，我们通过队列来辅助实现二叉树的层序遍历，关键在于寻找到判断当前节点正在哪一层 且这一层的节点是否遍历完的条件。
解题过程🎬
定义一个size，这个size等于当前队列的长度大小；
开始先将根节点加入队列，形成第一层； 此时size = 1，再将队列中的节点弹出，将该节点的左右节点加入队列(非空)，同时size - 1；
重复上述过程，直到size = 0时，表示当前层数的节点已经遍历完，进入下一层，直到队列为空，返回结果
代码示例🌰
java
class Solution {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
int size = queue.size();
while (size > 0) {
TreeNode cur = queue.poll();
list.add(cur.val);
if (cur.left != null) {
queue.offer(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
size--;
}
ret.add(list);
}
return ret;
}
}下面提供一些与层序遍历解法相似的类型题:
2. 相似题型🎯
2.1 二叉树的层序遍历II(LeetCode 107)
【题目链接】107. 二叉树的层序遍历 II - 力扣（LeetCode）
代码示例🌰
java
class Solution {
public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {
List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
int size = queue.size();
while (size > 0) {
TreeNode cur = queue.poll();
list.add(cur.val);
if (cur.left != null) {
queue.offer(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
size--;
}
ret.add(0, list);
}
return ret;
}
}2.2 二叉树的右视图(LeetCode 199)
【题目链接】199. 二叉树的右视图 - 力扣（LeetCode）
解题思路与使用队列的层序遍历相同，需要注意的是要找到能够在右视图看到的节点，这个节点可以是左节点也可以是右节点，但它一定是每一层遍历的最右边节点，对此在遍历到队列中size为0的前一个节点时，将这个节点的值加入返回数组即可
代码示例🌰
java
class Solution {
public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
List<Integer> ret = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
while (size > 1) {
queueOfferNode(queue);
size--;
}
TreeNode node = queueOfferNode(queue);
ret.add(node.val);
}
return ret;
}
TreeNode queueOfferNode(Queue<TreeNode> queue) {
TreeNode cur = queue.poll();
if (cur.left != null) {
queue.offer(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
return cur;
}
}2.3 二叉树的层平均值(LeetCode 637)
【题目链接】637. 二叉树的层平均值 - 力扣（LeetCode）
代码示例🌰
java
class Solution {
public List<Double> averageOfLevels(TreeNode root) {
List<Double> ret = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
int num = size;
double sum = 0;
while (size > 0) {
TreeNode cur = queue.poll();
sum += cur.val;
if (cur.left != null) {
queue.offer(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
size--;
}
ret.add(sum / num);
}
return ret;
}
}2.4 N叉树的层序遍历(LeetCode 429)
【题目链接】429. N 叉树的层序遍历 - 力扣（LeetCode）
代码示例🌰
java
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public int val;
public List<Node> children;
public Node() {}
public Node(int _val) {
val = _val;
}
public Node(int _val, List<Node> _children) {
val = _val;
children = _children;
}
};
*/
class Solution {
public List<List<Integer>> levelOrder(Node root) {
List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
int size = queue.size();
while (size > 0) {
Node cur = queue.poll();
list.add(cur.val);
List<Node> children = cur.children;
for (Node node : children) {
if (node != null) {
queue.offer(node);
}
}
size--;
}
ret.add(list);
}
return ret;
}
}2.5 在每个树行中找最大值(LeetCode 515)
【题目链接】515. 在每个树行中找最大值 - 力扣（LeetCode）
代码示例🌰
java
class Solution {
public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {
List<Integer> ret = new ArrayList<>();
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
int max = Integer.MIN_VALUE;
while (size > 0) {
TreeNode cur = queue.poll();
if (cur.val > max) {
max = cur.val;
}
if (cur.left != null) {
queue.offer(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
size--;
}
ret.add(max);
}
return ret;
}
}2.6 填充每个节点的下一个右侧节点指针(LeetCode 116)
【题目链接】116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 - 力扣（LeetCode）
代码示例🌰
java
/*
// Definition for a Node.
class Node {
public int val;
public Node left;
public Node right;
public Node next;
public Node() {}
public Node(int _val) {
val = _val;
}
public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {
val = _val;
left = _left;
right = _right;
next = _next;
}
};
*/
class Solution {
public Node connect(Node root) {
if (root == null) {
return root;
}
Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
while (size-- > 0) {
Node cur1 = queue.poll();
Node cur2 = size == 0 ? null : queue.peek();
cur1.next = cur2;
if (cur1.left != null) {
queue.offer(cur1.left);
}
if (cur1.right != null) {
queue.offer(cur1.right);
}
}
}
return root;
}
}2.7 二叉树的最大深度(LeetCode 104)
【题目链接】104. 二叉树的最大深度 - 力扣（LeetCode）
代码示例🌰
java
class Solution {
public int maxDepth(TreeNode root) {
int ret = 0;
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
ret++;
int size = queue.size();
while (size > 0) {
TreeNode cur = queue.poll();
if (cur.left != null) {
queue.offer(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
size--;
}
}
return ret;
}
}2.8 二叉树的最小深度(LeetCode 111)
【题目链接】111. 二叉树的最小深度 - 力扣（LeetCode）
代码示例🌰
java
class Solution {
public int minDepth(TreeNode root) {
int ret = 0;
if (root == null) {
return ret;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
ret++;
int size = queue.size();
while (size > 0) {
TreeNode cur = queue.poll();
if (cur.left == null && cur.right == null) {
return ret;
}
if (cur.left != null) {
queue.offer(cur.left);
}
if (cur.right != null) {
queue.offer(cur.right);
}
size--;
}
}
return ret;
}
}以上便是对二叉树层序遍历问题的介绍了！！后续还会继续分享其它算法系列内容，如果这些内容对大家有帮助的话请给一个三连关注吧💕( •̀ ω •́ )✧( •̀ ω •́ )✧✨