【爆刷力扣-二叉树】层次遍历

【leetcode 102】二叉树的层次遍历

思路

需要借用一个辅助数据结构即队列来实现，队列先进先出，符合一层一层遍历的逻辑，而用栈先进后出适合模拟深度优先遍历也就是递归的逻辑。

代码

伪代码

queue <TreeNode*>que;
if(node!=null) que.push(root)
while(!que.length){
    size=que.length;
    vector<int> vec;
    while(size--){
        node=que.front;
        que.pop;
        vec.push_back(node->val)
        
        if(node->left) que.push(node->left);
        if(node->right) que.push(node->right)
    }
}
result.push_back(vec)

代码

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        vector<vector<int>> result;
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            vector<int> vec;
            // 这里一定要使用固定大小size，不要使用que.size()，因为que.size是不断变化的
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* node = que.front();
                que.pop();
                vec.push_back(node->val);
                if (node->left) que.push(node->left);
                if (node->right) que.push(node->right);
            }
            result.push_back(vec);
        }
        return result;
    }
};

递归

# 递归法
class Solution {
public:
    void order(TreeNode* cur, vector<vector<int>>& result, int depth)
    {
        if (cur == nullptr) return;
        if (result.size() == depth) result.push_back(vector<int>());
        result[depth].push_back(cur->val);
        order(cur->left, result, depth + 1);
        order(cur->right, result, depth + 1);
    }
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> result;
        int depth = 0;
        order(root, result, depth);
        return result;
    }
};

【leetcode 107】二叉树的层次遍历Ⅱ

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrderBottom(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        vector<vector<int>> result;
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            vector<int> vec;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* node = que.front();
                que.pop();
                vec.push_back(node->val);
                if (node->left) que.push(node->left);
                if (node->right) que.push(node->right);
            }
            result.push_back(vec);
        }
        reverse(result.begin(), result.end()); // 在这里反转一下数组即可
        return result;

    }
};

【leetcode 199】二叉树的右视图

思路

层序遍历的时候，判断是否遍历到单层的最后面的元素，如果是，就放进result数组中，随后返回result就可以了。

代码

class Solution {
public:
    vector<int> rightSideView(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        vector<int> result;
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* node = que.front();
                que.pop();
                if (i == (size - 1)) result.push_back(node->val); // 将每一层的最后元素放入result数组中
                if (node->left) que.push(node->left);
                if (node->right) que.push(node->right);
            }
        }
        return result;
    }
};

【leetcode 637】二叉树的层平均值

class Solution {
public:
    vector<double> averageOfLevels(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        vector<double> result;
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            double sum = 0; // 统计每一层的和
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* node = que.front();
                que.pop();
                sum += node->val;
                if (node->left) que.push(node->left);
                if (node->right) que.push(node->right);
            }
            result.push_back(sum / size); // 将每一层均值放进结果集
        }
        return result;
    }
};

【leetcode 429】N叉树的层序遍历

思路

这道题依旧是模板题，只不过一个节点有多个孩子了

代码

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(Node* root) {
        queue<Node*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        vector<vector<int>> result;
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            vector<int> vec;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                Node* node = que.front();
                que.pop();
                vec.push_back(node->val);
                for (int i = 0; i < node->children.size(); i++) { // 将节点孩子加入队列
                    if (node->children[i]) que.push(node->children[i]);
                }
            }
            result.push_back(vec);
        }
        return result;

    }
};

【leetcode 515】在每个树行中找最大值

class Solution {
public:
    vector<int> largestValues(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        vector<int> result;
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            int maxValue = INT_MIN; // 取每一层的最大值
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode* node = que.front();
                que.pop();
                maxValue = node->val > maxValue ? node->val : maxValue;
                if (node->left) que.push(node->left);
                if (node->right) que.push(node->right);
            }
            result.push_back(maxValue); // 把最大值放进数组
        }
        return result;
    }
};

【leetcode 116】 填充每个节点的下一个右侧节点指针

思路:

本题依然是层序遍历，只不过在单层遍历的时候记录一下本层的头部节点，然后在遍历的时候让前一个节点指向本节点就可以了

代码

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        queue<Node*> que;
        if (root != NULL) que.push(root);
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();
            // vector<int> vec;
            Node* nodePre;
            Node* node;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                if (i == 0) {
                    nodePre = que.front(); // 取出一层的头结点
                    que.pop();
                    node = nodePre;
                } else {
                    node = que.front();
                    que.pop();
                    nodePre->next = node; // 本层前一个节点next指向本节点
                    nodePre = nodePre->next;
                }
                if (node->left) que.push(node->left);
                if (node->right) que.push(node->right);
            }
            nodePre->next = NULL; // 本层最后一个节点指向NULL
        }
        return root;

    }
};

【leetcode 116】填充每个节点的下一个右侧节点指针

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        if(root == NULL) return root;
        // 定义一个队列
        queue<Node*> que;
        que.push(root);

        while(!que.empty()){
            int size = que.size();
            for(int i = 0; i < size; i++){
                Node *cur = que.front();
                que.pop();
                // 把下一层节点入队
                if(cur -> left) que.push(cur -> left);
                if(cur -> right) que.push(cur -> right);

                if(i == size - 1) {
                    // 每一层的最后一个节点，设置为NULL
                    // 也可以不用设置最后一个节点为NULLL，因为默认就是NULL
                    cur -> next = NULL;
                }
                else{
                    // 非最后一个节点，设置指向下一个节点，即队列的首元素
                    cur -> next = que.front(); //相当于链表指向下一个节点
                }
            }
        }
        return root;
    }
};

【leetcode 117】填充每个节点的下一个右侧节点指针Ⅱ

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        if(root == NULL) return root;
        // 定义一个队列
        queue<Node*> que;
        que.push(root);
        while(!que.empty()){
            int size = que.size();
            for(int i = 0; i < size; i++){
                Node *cur = que.front();
                que.pop();
                // 把下一层节点入队
                if(cur -> left) que.push(cur -> left);
                if(cur -> right) que.push(cur -> right);
                if(i == size - 1) {
                    // 每一层的最后一个节点，设置为NULL
                    cur -> next = NULL;
                }
                else{
                    // 非最后一个节点，设置指向下一个节点，即队列的首元素
                    cur -> next = que.front();
                }
            }
        }
        return root;
    }
};