算法题目---队列+宽搜(BFS)

(一).基础概念

队列，这个就不用多介绍了。在前面介绍数据结构的时候，介绍过。

宽搜，就是宽度优先搜索，和层序遍历一样。宽搜广泛应用于树型结构，图论，最短路问题，迷宫问题等等。宽搜属于搜索类的算法，还有一个就是深搜

(二).具体题目

1.N叉树的层序遍历

429. N 叉树的层序遍历 - 力扣（LeetCode）

解法：BFS

java 复制代码

    public List<List<Integer>> levelOrder(Node root) {
        List<List<Integer>> ret=new ArrayList<>();
        if (root==null){
            return ret;
        }
        Queue<Node> queue=new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            List<Integer> list=new ArrayList<>();
            int sz=queue.size();
            for (int i = 0; i < sz; i++) {
                Node poll = queue.poll();
                list.add(poll.val);
                for(Node node:poll.children){
                    queue.add(node);
                }
            }
            ret.add(list);
        }
        return ret;
    }

2.二叉树的锯齿形层次遍历

103. 二叉树的锯齿形层序遍历 - 力扣（LeetCode）

解法：使用队列进行层次遍历

java 复制代码

    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> ret=new ArrayList<>();
        if (root==null){
            return ret;
        }
        Queue<TreeNode> queue=new ArrayDeque<>();
        boolean isReverse=false;
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            List<Integer> list=new ArrayList<>();
            int sz=queue.size();
            for (int i = 0; i < sz; i++) {
                TreeNode poll = queue.poll();
                if (poll.left!=null){
                    queue.add(poll.left);
                }
                if (poll.right!=null){
                    queue.add(poll.right);
                }
                list.add(poll.val);
            }
            if (!isReverse){
                isReverse=true;
            }else{
                Collections.reverse(list);
                isReverse=false;
            }
            ret.add(list);
        }
        return ret;
    }

3.二叉树的最大宽度

662. 二叉树最大宽度 - 力扣（LeetCode）

解法：利用数组存储二叉树的方式，进行编号

java 复制代码

    public int widthOfBinaryTree(TreeNode root) {
        List<Pair<TreeNode,Integer>> arr=new ArrayList<>();  //使用数组模拟队列
        int ans=1;  //记录最终结果
        arr.add(new Pair<>(root,1));
        while (!arr.isEmpty()){

            //更新这一层的宽度
            Pair<TreeNode,Integer> t1=arr.get(0);
            Pair<TreeNode,Integer> t2=arr.get(arr.size()-1);
            ans = Math.max(ans,t2.getValue()-t1.getValue()+1);

            //让下一层入队
            List<Pair<TreeNode,Integer>> temp=new ArrayList<>();
            for(Pair<TreeNode,Integer> t:arr){
                TreeNode node=t.getKey();
                Integer index=t.getValue();
                if (node.left!=null){
                    temp.add(new Pair(node.left,2*index));
                }
                if (node.right!=null){
                    temp.add(new Pair(node.right,2*index+1));
                }
            }
            arr=temp;//让新的数组覆盖之前的数组
        }
        return ans;
    }

4.在每个树行中找最大值

515. 在每个树行中找最大值 - 力扣（LeetCode）

解法：使用队列，利用层次遍历，统计出每一层的最大值

java 复制代码

    public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {
        List<Integer> ret=new ArrayList<>();
        if (root==null){
            return ret;
        }
        Queue<TreeNode> queue=new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            int sz=queue.size();
            int max=Integer.MIN_VALUE;
            for (int i = 0; i < sz; i++) {
                TreeNode poll = queue.poll();
                if (poll.left!=null){
                    queue.add(poll.left);
                }
                if (poll.right!=null){
                    queue.add(poll.right);
                }
                if (max<poll.val){
                    max=poll.val;
                }
            }
            ret.add(max);
        }
        return ret;
    }