【数据结构】二叉树-图解广度优先搜索

Craaaayon2025-10-13 13:00

广度优先搜索

广度优先搜索就是基于队列去一层一层地遍历二叉树，最常见的方式就是层序遍历 ，使用的是迭代法 。假如每一层元素的值都用一个数组去存储，那么最终会是一个二维数组的形式。
为什么要基于队列去实现?

假如存在一个如下二叉树，当我们遍历到第二层时，需要先保存元素 4 与 7，再回过头遍历元素 4 底下的其他元素。也就是说我们需要用一个可以保存元素的容器 - 队列，借助它来保存每一层内我们遍历过的元素。

除了读取出元素并直接存入队列以外，还要维护一个 size 值，用于表示当前层的元素数量，借助 size 就可以准确从队列当中弹出对应数量的元素。接下来将以流程图形式展示层序遍历的流程：

代码实现：

java 复制代码

public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root == null) return res;
        
        Queue<TreeNode> nodeQueue = new LinkedList<>();
        nodeQueue.add(root);
        
        while(!nodeQueue.isEmpty()) {
            int size = nodeQueue.size();
            List<Integer> nodeList = new ArrayList<>(size);
            
            while(size > 0) {
                TreeNode temp = nodeQueue.poll();
                nodeList.add(temp.val);
                if(temp.left != null) nodeQueue.add(temp.left);
                if(temp.right != null) nodeQueue.add(temp.right);
                size--;
            }
            
            res.add(nodeList);
        }
        
        return res;
    }