LeetCode 102. 二叉树的层序遍历，BFS（广度优先搜索）(Python)

AIGC_ZY2025-03-08 20:45

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的层序遍历。（即逐层地，从左到右访问所有节点）。

输入：root = $3,9,20,null,null,15,7$

输出： $\[3$ , $9,20$ , $15,7$ ]

示例 2：

输入：root = $1$ 输出： $\[1$ ] 示例 3：

输入：root = \[\] 输出：\[\]

102. 二叉树的层序遍历

解题思路

广度优先搜索（BFS）：层序遍历的核心是通过队列实现广度优先搜索。逐层处理节点，确保每一层的节点按顺序访问。
队列初始化：将根节点加入队列。
逐层处理：
- 每次循环开始时，记录当前层的节点数量 level_size（即队列的长度）。
- 遍历这些节点，依次取出并记录它们的值。
- 将当前节点的左、右子节点（如果存在）加入队列，作为下一层的待处理节点。
结果记录：将每一层的节点值列表添加到最终结果中。

python 复制代码

def levelOrder(root):
    if not root:
        return []
    result = []
    queue = collections.deque([root])
    while queue:
        level_size = len(queue)
        current_level = []
        for _ in range(level_size):
            node = queue.popleft()
            current_level.append(node.val)
            if node.left:
                queue.append(node.left)
            if node.right:
                queue.append(node.right)
        result.append(current_level)
    return result

collections.deque 是 Python 中的一个模块，用于创建双端队列（deque，double-ended queue 的缩写）。双端队列是一种可以在两端进行高效插入和删除操作的数据结构。

例如，可以使用 collections.deque 来实现队列（先进先出）和栈（后进先出）的数据结构。它提供了诸如 append（在右侧添加元素）、appendleft（在左侧添加元素）、pop（从右侧删除元素）、popleft（从左侧删除元素）等方法。

官方解法：

python 复制代码

def levelOrder(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[List[int]]:
    if not root: return []
    res, queue = [], collections.deque()
    queue.append(root)
    while queue:
        tmp = []
        for _ in range(len(queue)):
            node = queue.popleft()
            tmp.append(node.val)
            if node.left: queue.append(node.left)
            if node.right: queue.append(node.right)
        res.append(tmp)
    return res