LeetCode--二叉树层序遍历实战指南

凌波粒2026-05-16 8:25

102.二叉树的层序遍历

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）。

示例 1：

复制代码 
输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

示例 2：

复制代码 
输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

复制代码 
输入：root = []
输出：[]

提示：

  • 树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
  • -1000 <= Node.val <= 1000

图解


递归法

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
        // 结果列表
    public List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();

    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        traverseLevel(root,0);
        return result;
    }

    void traverseLevel(TreeNode node, int deepth){
        // 遇到空结点返回
        if(node == null) return;
        deepth++;
        // 给每一层指定一个列表
        if(deepth > result.size()){
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            result.add(list);
        }
        // 放进结果列表
        result.get(deepth - 1).add(node.val);
        // 将孩子纳入递归
        traverseLevel(node.left, deepth);
        traverseLevel(node.right, deepth);
    }
}

迭代法

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        // 结果列表
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if(root == null) return result;
        // 借用队列
        Queue<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            // 每次循环队列中为同一层结点
            for(int i=0; i<size; i++){
                // 将一层中的值打包进一个list
                TreeNode node = que.poll();
                list.add(node.val);
                // 并且将他们的孩子入队
                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }
            // 将这一层放入结果队列
            result.add(list);
        }
        return result;
    }
}

107.二叉树的层序遍历II

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值 自底向上的层序遍历 。 （即按从叶子节点所在层到根节点所在的层，逐层从左向右遍历）

示例 1：

复制代码 
输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[15,7],[9,20],[3]]

示例 2：

复制代码 
输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

复制代码 
输入：root = []
输出：[]

提示：

  • 树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
  • -1000 <= Node.val <= 1000

代码

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {
        // 迭代法实现遍历
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if(root == null) return result;
        Queue<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            int size = que.size();
            for(int i=0; i<size; i++){
                TreeNode node = que.poll();
                list.add(node.val);
                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }

            result.add(list);
        }
        // 最后翻转即可
        Collections.reverse(result);
        return result;
    }
}

199. 二叉树的右视图

给定一个二叉树的 根节点 root，想象自己站在它的右侧，按照从顶部到底部的顺序，返回从右侧所能看到的节点值。

示例 1：

**输入：**root = 1,2,3,null,5,null,4

输出：1,3,4

解释：

示例 2：

**输入：**root = 1,2,3,4,null,null,null,5

输出：1,3,4,5

解释：

示例 3：

**输入：**root = 1,null,3

输出：1,3

示例 4：

**输入：**root = \[\]

输出：\[\]

提示:

  • 二叉树的节点个数的范围是 [0,100]
  • -100 <= Node.val <= 100

代码

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        Queue<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        if(root == null) return result;
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            result.add(que.peek().val);
            for(int i=0; i<size; i++){
                TreeNode node = que.poll();
                if(node.right != null) que.add(node.right);
                if(node.left != null) que.add(node.left);
            }
        }
        return result;
    }
}

637.二叉树的层平均值

给定一个非空二叉树的根节点 root , 以数组的形式返回每一层节点的平均值。与实际答案相差 10-5 以内的答案可以被接受。

示例 1：

复制代码 
输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]
解释：第 0 层的平均值为 3,第 1 层的平均值为 14.5,第 2 层的平均值为 11 。
因此返回 [3, 14.5, 11] 。

示例 2:

复制代码 
输入：root = [3,9,20,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]

提示：

  • 树中节点数量在 [1, 10^4] 范围内
  • -231 <= Node.val <= 231 - 1

代码

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Double> averageOfLevels(TreeNode root) {
        List<Double> result = new ArrayList<>();
        if(root == null) return result;
        Queue<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            double sum = 0;
            for(int i=0; i<size; i++){
                TreeNode node = que.poll();
                sum += node.val;
                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }
            result.add(sum/size);
        }
        return result;
    }
}

429.N叉树的层序遍历

给定一个 N 叉树，返回其节点值的层序遍历。（即从左到右，逐层遍历）。

树的序列化输入是用层序遍历，每组子节点都由 null 值分隔（参见示例）。

示例 1：

复制代码 
输入：root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
输出：[[1],[3,2,4],[5,6]]

示例 2：

复制代码 
输入：root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14]
输出：[[1],[2,3,4,5],[6,7,8,9,10],[11,12,13],[14]]

提示：

  • 树的高度不会超过 1000
  • 树的节点总数在 [0, 10^4] 之间

代码

java 复制代码 
/*
// 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>> result = new ArrayList<>();
        Queue<Node> que = new ArrayDeque<>();
        if(root == null) return result;
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            List<Integer> levelList = new ArrayList<>();
            for(int i=0; i<size; i++){
                Node node = que.poll();
                levelList.add(node.val);
                if(node.children != null){
                    for(Node n : node.children){
                        que.add(n);
                    }
                }
            }
            result.add(levelList);
        }
        return result;
    }
}

515.在每个树行中找最大值

给定一棵二叉树的根节点 root ，请找出该二叉树中每一层的最大值。

示例1：

复制代码 
输入: root = [1,3,2,5,3,null,9]
输出: [1,3,9]

示例2：

复制代码 
输入: root = [1,2,3]
输出: [1,3]

提示：

  • 二叉树的节点个数的范围是 [0,10^4]
  • -2^31 <= Node.val <= 2^31 - 1

代码

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {
        List<Integer> result = new ArrayList<>();
        if(root == null) return result;
        Queue<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            int max = que.peek().val;
            for(int i=0; i<size; i++){
                TreeNode node = que.poll();
                if(node.val > max) max = node.val;
                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }
            result.add(max);
        }
        return result;
    }
}

116.填充每个节点的下一个右侧节点指针

给定一个 完美二叉树 ，其所有叶子节点都在同一层，每个父节点都有两个子节点。二叉树定义如下：

复制代码 
struct Node {
  int val;
  Node *left;
  Node *right;
  Node *next;
}

填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL。

初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL。

示例 1：

复制代码 
输入：root = [1,2,3,4,5,6,7]
输出：[1,#,2,3,#,4,5,6,7,#]
解释：给定二叉树如图 A 所示，你的函数应该填充它的每个 next 指针，以指向其下一个右侧节点，如图 B 所示。序列化的输出按层序遍历排列，同一层节点由 next 指针连接，'#' 标志着每一层的结束。

示例 2:

复制代码 
输入：root = []
输出：[]

提示：

  • 树中节点的数量在 [0, 212 - 1] 范围内
  • -1000 <= node.val <= 1000

进阶：

  • 你只能使用常量级额外空间。
  • 使用递归解题也符合要求，本题中递归程序占用的栈空间不算做额外的空间复杂度。

代码

java 复制代码 
/*
// 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) {
        Queue<Node> que = new ArrayDeque<>();
        if(root == null) return root;
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            for(int i=0; i<size; i++){
                Node node = que.poll();
                if(i==size-1)           
                    node.next = null;
                else 
                    node.next = que.peek();

                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }
        }
        return root;
    }
}

117.填充每个节点的下一个右侧节点指针II

给定一个二叉树：

复制代码 
struct Node {
  int val;
  Node *left;
  Node *right;
  Node *next;
}

填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL 。

初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL 。

示例 1：

复制代码 
输入：root = [1,2,3,4,5,null,7]
输出：[1,#,2,3,#,4,5,7,#]
解释：给定二叉树如图 A 所示，你的函数应该填充它的每个 next 指针，以指向其下一个右侧节点，如图 B 所示。序列化输出按层序遍历顺序（由 next 指针连接），'#' 表示每层的末尾。

示例 2：

复制代码 
输入：root = []
输出：[]

提示：

  • 树中的节点数在范围 [0, 6000] 内
  • -100 <= Node.val <= 100

进阶：

  • 你只能使用常量级额外空间。
  • 使用递归解题也符合要求，本题中递归程序的隐式栈空间不计入额外空间复杂度。

代码

java 复制代码 
/*
// 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) {
        Queue<Node> que = new ArrayDeque<>();
        if(root == null) return root;
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            for(int i=0; i<size; i++){
                Node node = que.poll();
                if(i==size-1)           
                    node.next = null;
                else 
                    node.next = que.peek();

                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }
        }
        return root;
    }
}

104.二叉树的最大深度

给定一个二叉树 root ，返回其最大深度。

二叉树的 最大深度 是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

示例 1：

复制代码 
输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：3

示例 2：

复制代码 
输入：root = [1,null,2]
输出：2

提示：

  • 树中节点的数量在 [0, 10^4] 区间内。
  • -100 <= Node.val <= 100

代码

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        int depth = 0;
        if(root == null) return depth;
        Queue<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        que.add(root);
        while(!que.isEmpty()){
            depth++;
            int size = que.size();
            for(int i=0; i<size; i++){
                TreeNode node = que.poll();
                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }
        }
        return depth;
    }
}

111.二叉树的最小深度

给定一个二叉树，找出其最小深度。

最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。

**说明：**叶子节点是指没有子节点的节点。

示例 1：

复制代码 
输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：2

示例 2：

复制代码 
输入：root = [2,null,3,null,4,null,5,null,6]
输出：5

提示：

  • 树中节点数的范围在 [0, 105] 内
  • -1000 <= Node.val <= 1000

代码

java 复制代码 
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public int minDepth(TreeNode root) {
        int depth = 0;
        if(root == null) return depth;
        Queue<TreeNode> que = new ArrayDeque<>();
        que.add(root);
        depth++;
        while(!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            for(int i=0; i<size; i++){
                TreeNode node = que.poll();
                if(node.left == null && node.right == null) return depth;
                if(node.left != null) que.add(node.left);
                if(node.right != null) que.add(node.right);
            }
            depth++;
        }
        return depth;
    }
}
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