LeetCode(剑指offer-tree)-面试题32 - III. 从上到下打印二叉树 III

请实现一个函数按照之字形顺序打印二叉树,即第一行按照从左到右的顺序打印,第二层按照从右到左的顺序打印,第三行再按照从左到右的顺序打印,其他行以此类推。

例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

返回其层次遍历结果:

[
  [3],
  [20,9],
  [15,7]
]

提示:

节点总数 <= 1000

题源链接:https://leetcode-cn.com/problems/cong-shang-dao-xia-da-yin-er-cha-shu-iii-lcof

解题思路:
本题额外要求 打印顺序交替变化LeetCode(剑指offer-tree)-面试题32 - III. 从上到下打印二叉树 III_第1张图片
层序遍历 + 双端队列
利用双端队列的两端皆可添加元素的特性,设打印列表(双端队列) tmp ,并规定:

  1. 奇数层 则添加至 tmp 尾部 ,
  2. 偶数层 则添加至 tmp 头部 。

算法流程:

  1. 特例处理: 当树的根节点为空,则直接返回空列表 [] ;
  2. 初始化: 打印结果空列表 res ,包含根节点的双端队列 deque ;
  3. BFS 循环: 当 deque 为空时跳出;
    1. 新建列表 tmp ,用于临时存储当前层打印结果;
    2. 当前层打印循环: 循环次数为当前层节点数(即 deque 长度);
      1. 出队: 队首元素出队,记为 node;
      2. 打印: 若为奇数层,将 node.val 添加至 tmp 尾部;否则,添加至 tmp 头部;
      3. 添加子节点: 若 node 的左(右)子节点不为空,则加入 deque ;
    3. 将当前层结果 tmp 转化为 list 并添加入 res ;
  4. 返回值: 返回打印结果列表 res 即可;
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        /* BFS,广度优先搜索算法进行tree遍历(借助queue)*/
        // 声明二维数组存储每一层节点的值
        vector<vector<int>> result;
        // 声明一个队列保存tree每个节点(先进先出)
        queue<TreeNode*> nodes;
        // 将根节点最先入列
        if (root != NULL){
            nodes.push(root);
        }

        // 判断队列里面是否有元素
        while(nodes.empty() == false){
            // 声明临时数组,保存每一层每个节点的值
            vector<int> temp_result;
            int layerNodeNums = nodes.size();
            for (int i=0; i<layerNodeNums; i++){
                // 获取队首元素
                TreeNode *currentNode = nodes.front();
                // 删除队首元素, 用完就出列
                nodes.pop();
                if (result.size() % 2 == 0){
                    // 奇数层(此时统计的是此层之前所有的层数的大小)
                    temp_result.push_back(currentNode->val);
                }
                else{
                    // 偶数层
                    temp_result.insert(temp_result.begin(), currentNode->val);
                }
                // 将此节点的左右节点入列
                if (currentNode->left){
                    nodes.push(currentNode->left);
                }
                if(currentNode->right){
                    nodes.push(currentNode->right);
                }
            }
            // 将每一层的元素列表保存到result中
            result.push_back(temp_result);
            // 清空临时vector,并回收内存
            vector<int>().swap(temp_result);
        }

        return result;
    }
};

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