LintCode 二叉树的序列化和反序列化 题解

二叉树的序列化和反序列化 

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  设计一个算法，并编写代码来序列化和反序列化二叉树。将树写入一个文件被称为“序列化”，读取文件后重建同样的二叉树被称为“反序列化”。

如何反序列化或序列化二叉树是没有限制的，你只需要确保可以将二叉树序列化为一个字符串，并且可以将字符串反序列化为原来的树结构。

 注意事项

There is no limit of how you deserialize or serialize a binary tree, LintCode will take your output of serialize as the input of deserialize, it won't check the result of serialize.

您在真实的面试中是否遇到过这个题？ 

Yes

样例

给出一个测试数据样例， 二叉树{3,9,20,#,#,15,7}，表示如下的树结构：

  3
 / \
9  20
  /  \
 15   7

我们的数据是进行BFS遍历得到的。当你测试结果wrong answer时，你可以作为输入调试你的代码。

你可以采用其他的方法进行序列化和反序列化。

解题思想：

本题的主要思想是进行层次遍历。

1.首先对二叉树进行层次遍历，对于NULL的节点用字符#表示，每一个节点直接使用，进行分割

2.所以序列化后的二叉树输出的字符串data应该形如：string data = "1,2,3,#,#,4,5,#,#,6,7";

3.反序列化的思想同样是这样，首先将string分割成一个个的节点集合vector tree，对于非NULL节点插入到一个execute队列中，插入到队列同时删除tree中对应节点。

4.每次处理execute队列的队首元素，从tree中取出前两个元素分别作为左右子节点，tree中删除前两个元素，对于不是#的元素，将其插入到execute队列中；对于是#的元素不操作。

5.重复第4步，直到execute队列为空。

/**
 * Definition of TreeNode:
 * class TreeNode {
 * public:
 *     int val;
 *     TreeNode *left, *right;
 *     TreeNode(int val) {
 *         this->val = val;
 *         this->left = this->right = NULL;
 *     }
 * }
 */
 

class Solution {
public:
    /**
     * This method will be invoked first, you should design your own algorithm 
     * to serialize a binary tree which denote by a root node to a string which
     * can be easily deserialized by your own "deserialize" method later.
     */
    string serialize(TreeNode *root) {            //序列化
	// write your code here
	string data = "";
	if (root == NULL)
		return data;

	vector queue;
	queue.push_back(root);
	// 将二叉树的个节点按照从上到下、从左到有的存储在queue中
	for (int i = 0; ileft);
		queue.push_back(q->right);
	}
	for (int i = 0; ival);
			s = t;
			data += (s + ",");
		}
		else
		{
			data += "#,";
		}
	}

	return data;

}


TreeNode *deserialize(string data) {         //反序列化
	// write your code here
	if (data == "")
		return NULL;

	vector tree = split(data, ",");  //分割得到每一个节点
	queue execute;               //待插入子树的节点队列


	TreeNode * root = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));//创建根节点
	root->left = root->right = NULL;
	root->val = atoi(tree[0].c_str());

	tree.erase(tree.begin());
	TreeNode* p = root;
	execute.push(p);



	while (execute.size() != 0)
	{
		if (tree.size()<2)
			break;


		TreeNode* cur = execute.front();
		execute.pop();
		if (tree[0] != "#")          //处理左子树
		{
			TreeNode* tem = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
			tem->val = atoi(tree[0].c_str());
			tem->left = tem->right = NULL;
			cur->left = tem;
			execute.push(tem);     //左节点不是NULL，所以需要插入到队列中，准备插入其自己的左右子节点
			tree.erase(tree.begin());   //删除tree中该节点表示该节点已经处理过了

		}
		else
		{
			tree.erase(tree.begin()); //如果cur的左节点是NULL，直接删除Tree中的该节点表示已经处理就好了。
		}

		if (tree[0] != "#")         //处理右子树
		{
			TreeNode* tem = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
			tem->val = atoi(tree[0].c_str());
			tem->left = tem->right = NULL;
			cur->right = tem;
			execute.push(tem);
			tree.erase(tree.begin());
		}
		else
		{
			tree.erase(tree.begin());
		}

	}

	return root;

}
};