《LeetCode 103 二叉树的锯齿形层序遍历队列宽搜BFS解法》

一.题目

103. 二叉树的锯齿形层序遍历 - 力扣（LeetCode）

二.思路讲解

2.1 思路讲解

锯齿形层序遍历 是在普通层序遍历的基础上，增加一个方向标志，用来控制每一层节点的输出顺序。

核心思路 ：使用队列进行层序遍历，同时维护一个布尔变量 flag（或 leftToRight），初始为 true 表示从左到右。
每层处理 ：记录当前层的节点数，依次取出节点，将节点值存入临时数组。若当前方向为从左到右，则直接存入；若为从右到左，则存入后需要反转该层的结果。
方向切换 ：每一层处理完毕后，将 flag 取反，即下一层的方向与当前层相反。
结果收集：将每层处理后的数组依次加入最终结果集。

三.代码演示

cpp 复制代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> zigzagLevelOrder(TreeNode* root)
    {
        vector<vector<int>> ret;
        //如果为空
        if(root == nullptr) return ret;
        queue<TreeNode*> q;
        q.push(root);

        bool control = true;//标记位
        while(q.size())
        {
            int sz = q.size();
            vector<int> tmp;
            for(int i = 0;i < sz;i++)
            {
                TreeNode* t = q.front();//取出队头
                q.pop();//删除队头
                tmp.push_back(t->val);

                if(t->left) q.push(t->left);
                if(t->right) q.push(t->right);
            }
            //为true不逆置，false逆置
            if(control == false)
            {
                reverse(tmp.begin(),tmp.end());
                control = true;
            }
            else
            {
                control = false;
            }
            ret.push_back(tmp);

        }
        return ret;     
    }
};

四.代码讲解

一、数据结构与初始化

ret：二维向量，存储最终的锯齿形层序遍历结果，每个子向量代表一层的节点值。
q：队列，用于按层顺序暂存待处理的节点。队列的先进先出特性保证了同层节点从左到右的顺序（但后续通过反转实现锯齿形）。
control ：布尔变量，标记当前层是否需要反转。初始为 true，表示第一层从左到右（不反转）；后续每处理完一层后切换。

二、边界处理

如果根节点 root 为空，直接返回空结果集 ret。

三、主循环：逐层处理

当队列不为空时，表示还有节点未处理，继续循环。

1. 记录当前层节点数

复制代码

int sz = q.size();

此时队列中存放的恰好是当前层的所有节点（上一层的子节点已全部入队），sz 即为本层节点个数。

2. 处理当前层节点

创建一个临时向量 tmp 用于存放本层的节点值。循环 sz 次：

取出队头节点 t，并将其值加入 tmp。
将 t 的左子节点和右子节点（若存在）依次入队，保证下一层节点按从左到右的顺序进入队列。

3. 根据方向决定是否反转

如果 control == false，说明当前层应该从右到左输出，因此将 tmp 反转。
反转后，将 control 置为 true，表示下一层方向变回从左到右。
如果 control == true，则当前层不反转，直接将 control 置为 false，表示下一层需要反转。

4. 存储本层结果

将处理后的 tmp 加入 ret。

四、关键细节

方向交替 ：通过 control 在 true 和 false 之间来回切换，实现了锯齿形遍历。
反转时机：只有在需要从右到左输出的层才反转临时数组，反转后立即切换标志，确保下一层方向正确。
队列长度固定 ：在进入内层循环前先记录 sz，确保只处理当前层的节点，避免将下一层节点提前混入。

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