剑指offer-60、将⼆叉树打印成多⾏

题⽬描述

从上到下按层打印⼆叉树，同⼀层结点从左⾄右输出。每⼀层输出⼀⾏。

给定的⼆叉树是 {1,2,3,#,#,4,5} :

该⼆叉树多⾏打印层序遍历的结果是：

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[
[1],
[2,3],
[4,5]
]

示例1 输⼊：{8,6,10,5,7,9,11} 返回值：[[8],[6,10],[5,7,9,11]]

思路及解答

59题的缩减版

迭代法BFS（广度优先搜索）

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public class Solution {
    ArrayList<ArrayList<Integer> > Print(TreeNode pRoot) {
        //层次打印遍历树
        ArrayList<ArrayList<Integer> > lists = new ArrayList<>();
        if(pRoot == null) return lists;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(pRoot);
        while(!q.isEmpty()){
            int size = q.size();
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            for(int i = 0; i < size; i++){
                TreeNode temp = q.poll();
                list.add(temp.val);
                if(temp.left != null) q.offer(temp.left);
                if(temp.right != null) q.offer(temp.right);
            }
            lists.add(list);
        }
        return lists;
    }
    
}

时间复杂度：O(n)，每个节点恰好入队和出队各一次
空间复杂度：O(n)，队列中最多存储n个节

递归DFS（深度优先搜索）

虽然层序遍历通常用BFS，但也可以用DFS通过递归隐式维护层级信息来实现

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import java.util.*;

public class Solution {

    public ArrayList<ArrayList<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        ArrayList<ArrayList<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (root == null) return result;
        
        dfs(root, 0, result);
        return result;
    }
    
    private void dfs(TreeNode node, int depth, ArrayList<ArrayList<Integer>> result) {
        if (node == null) return;
        
        // 如果当前深度对应的列表不存在，创建新列表
        if (depth >= result.size()) {
            result.add(new ArrayList<>());
        }
        
        // 将当前节点值加入对应深度的列表
        result.get(depth).add(node.val);
        
        // 递归处理左右子树，深度+1
        dfs(node.left, depth + 1, result);
        dfs(node.right, depth + 1, result);
    }
}

时间复杂度：O(n)，每个节点访问一次
空间复杂度：O(h)，递归栈深度等于树高，最坏情况O(n)