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class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
if (root == nullptr) {
return {};
}
vector<vector<int>> ans;
queue<TreeNode*> q;
q.push(root);
// 外层 while：一层一层处理
while (q.empty() == false) {
// 当前这一层节点数量
int n = q.size();
// 每一层都重新创建一个 layer
vector<int> layer;
// 内层 while：处理当前这一层的 n 个节点
while (n != 0) {
// 取出队头节点
TreeNode* node = q.front();
q.pop();
// 当前节点加入当前层
layer.push_back(node->val);
// 当前层还剩一个节点少处理
n--;
// 把下一层节点加入队列
if (node->left != nullptr) {
q.push(node->left);
}
if (node->right != nullptr) {
q.push(node->right);
}
}
// 当前层处理完毕
ans.push_back(layer);
}
return ans;
}
};这段代码的整体思路就是：
用一个队列
queue做层序遍历，每次先记住"当前层有多少个节点"，然后把这一层的节点全部取出来，同时把它们的左右孩子放进队列。这样下一轮处理的就是下一层。
假设二叉树是：
3
/ \
9 20
/ \
15 7最终希望得到：
[
[3],
[9, 20],
[15, 7]
]先看代码：
vector<vector<int>> ans;
queue<TreeNode*> q;
q.push(root);这里：
ans负责保存最终答案。
q负责保存"接下来要处理的节点"。
最开始：
q = [3]
ans = []然后进入外层循环：
while(q.empty() == false)意思是：
只要队列里面还有节点，就继续处理。
第一次进入外层循环时：
q = [3]创建当前层：
vector<int> layer;所以：
layer = []然后：
int n = q.size();此时：
n = 1这个 n 非常关键。
它表示：
当前这一层有 1 个节点。
所以接下来：
while(n != 0)就是把当前这一层的 1 个节点全部处理掉。
第一层
当前：
q = [3]
n = 1
layer = []执行：
TreeNode* node = q.front();那么：
node -> 3然后：
layer.push_back(node->val);得到：
layer = [3]然后：
q.pop();把 3 从队列删除：
q = []然后：
n--;得到：
n = 0接着检查 3 的左右孩子：
if(node->left != nullptr){
q.push(node->left);
}
if(node->right != nullptr){
q.push(node->right);
}3 的左右孩子是：
9
20所以放入队列：
q = [9, 20]注意这里非常重要。
虽然现在：
q = [9,20]但是：
n = 0所以：
while(n != 0)结束。
这意味着：
9、20虽然已经进入队列，但是它们属于下一层，所以这一轮先不处理。
然后：
ans.push_back(layer);得到：
ans = [
[3]
]第二层
又回到：
while(q.empty() == false)现在：
q = [9,20]队列不为空，所以继续。
重新创建：
vector<int> layer;所以：
layer = []然后：
int n = q.size();现在：
n = 2代表：
当前第二层有两个节点：9 和 20。
开始内层循环。
先处理 9：
TreeNode* node = q.front();得到：
node = 9加入：
layer = [9]弹出：
q = [20]然后：
n = 19 没有左右孩子，所以没有新节点入队。
接着因为：
n = 1继续内层循环。
现在：
node = q.front();得到：
node = 20加入：
layer = [9,20]弹出：
q = []然后：
n = 0但是 20 有两个孩子：
15
7所以：
q = [15,7]内层循环结束，因为：
n = 0然后：
ans.push_back(layer);得到：
ans = [
[3],
[9,20]
]第三层
现在：
q = [15,7]进入下一轮。
int n = q.size();所以：
n = 2处理 15：
layer = [15]
q = [7]
n = 1处理 7：
layer = [15,7]
q = []
n = 0两个节点都没有孩子。
所以：
ans = [
[3],
[9,20],
[15,7]
]此时：
q = []所以外层：
while(q.empty() == false)不成立，整个遍历结束。
你可以把整个执行过程压缩成这样：
开始：
q = [3]
第一层：
n = 1
处理 3
q = [9,20]
ans = [[3]]
----------------
第二层：
n = 2
处理 9
处理 20
q = [15,7]
ans = [[3], [9,20]]
----------------
第三层：
n = 2
处理 15
处理 7
q = []
ans = [[3], [9,20], [15,7]]这段代码最核心其实就是这四个变量：
queue<TreeNode*> q;表示：
等待处理的节点。
int n = q.size();表示：
当前这一层有几个节点。
vector<int> layer;表示：
当前这一层的答案。
vector<vector<int>> ans;表示：
所有层的最终答案。
你尤其要理解：
int n = q.size();为什么必须提前保存。
因为处理当前层的时候，会不断执行：
q.push(node->left);
q.push(node->right);把下一层的节点加入队列。
例如第二层刚开始：
q = [9,20]
n = 2处理 20 后：
q = [15,7]但是我们不能继续处理 15、7，因为它们已经是第三层了。
所以使用：
n把当前层节点数量固定下来。
一句话记忆这道题：
外层
while控制一层一层地走，内层while控制把当前这一层的所有节点处理完；处理当前节点时，把它的左右孩子加入队列，留给下一层处理。