二叉树分层Z字形遍历

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原题

　　Given a binary tree, return the zigzag level order traversal of its nodes’ values. (ie, from left to right, then right to left for the next level and alternate between).
　　For example:
　　Given binary tree {3,9,20,#,#,15,7},

return its zigzag level order traversal as:

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

题目大意

　　给定一棵二叉树，从顶向下，进行Z字形分层遍历，即：如果本层是从左向右的，下层就是从右向左。

解题思路

　　二叉树分层遍历进行改进，使用两个栈来进行。

代码实现

树结点类

public class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    TreeNode(int x) {
        val = x;
    }
}

算法实现类

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;


public class Solution {

    public List> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List> result = new LinkedList<>();

        if (root == null) {
            return result;
        }
        // 遍历标志，0表示从左到右，1表示从右到左
        int flag = 0;
        TreeNode node;
        // 记录每一层的元素
        List lay = new LinkedList<>();
        // 双向队列，当作栈来使用，记录当前层待处理结点
        Deque stack = new LinkedList<>();
        // 记录下一层待处理结点
        Deque nextStack = new LinkedList<>();

        stack.add(root);

        while (!stack.isEmpty()) {
            // 删除栈顶元素
            node = stack.removeLast();

            // 结果入队
            lay.add(node.val);

            // 如果当前是从左到右遍历，按左子树右子树的顺序添加
            if (flag == 0) {
                if (node.left != null) {
                    nextStack.addLast(node.left);
                }

                if (node.right != null) {
                    nextStack.addLast(node.right);
                }
            }
            // 如果当前是从右到左遍历，按右子树左子树的顺序添加
            else {
                if (node.right != null) {
                    nextStack.addLast(node.right);
                }

                if (node.left != null) {
                    nextStack.addLast(node.left);
                }
            }

            // 当前层已经处理完了
            if (stack.isEmpty()) {
                Deque temp = nextStack;
                nextStack = stack;
                stack = temp;

                // 标记下一层处理的方向
                flag = 1 - flag;
                // 保存本层结果
                result.add(lay);
                // 创建新的链表处理下一层的结果
                lay = new LinkedList<>();
            }
        }

        return result;
    }
}

解题思路：
这题和第102题解法类似，对102题的方法进行改造，使用两个Deque来实现，第一个Deque()实现本层的遍历，第二个Deque()实现下层节点的输入。

二，AC了的程序（采用Java程序）

import java.util.*;
class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode(int x)
    {
        val=x;
    }
}

public class Test2 {

    List> list=new ArrayList>();  //leetcode 103
    public List> zigzagLevelOrder(TreeNode root)
    {
         if(root==null)
         {
             return list;
         }

        //LinkedList queue=new LinkedList();  //定义LinkedList类型

        //queue.offer(root);  // 首先把根节点入队列

        boolean temp1=false;  //temp1=false表示从左到右遍历，temp2=true表示从右到左遍历
        Deque queue=new LinkedList();//Deque是双向队列，双向队列是指该队列两端的元素既能够入队，也能出队
        Deque nextqueue=new LinkedList(); //记录下一层待处理结点

        queue.add(root); //首先先把二叉树的根进入双端队列
        List templist=new LinkedList();  //templist为临时的集；
        while(!queue.isEmpty())  //该双端队列不为空的
        {

            TreeNode node=queue.removeLast();//删除
            templist.add(node.val);  //把节点值加入到临时集

            if(temp1==false)  //如果当前是从左到右遍历的，那么下一层要从左到右添加节点
            {
                if(node.left!=null)
                {
                    nextqueue.addLast(node.left);
                }
                if(node.right!=null)
                {
                    nextqueue.addLast(node.right);
                }
            }
            else //当前是从右到左遍历的,那么下层就要从右到左添加节点的。
            {
                if(node.right!=null)
                {
                    nextqueue.addLast(node.right);
                }
                if(node.left!=null)
                {
                    nextqueue.addLast(node.left);
                }

            }

            if(queue.isEmpty())  //如果当前这层已经变为空了
            {
                Deque temp=nextqueue; //就把下一层节点复制给当前节点，下一层的Deque边为空的
                nextqueue=queue; //下一层deque变为空的。
                queue=temp;

                temp1=(temp1==false)?true:false;

                list.add(templist);
                templist=new LinkedList();


            }


        }

        return list;

    }


    public static void main(String []args)
    {
        Test2 test=new Test2();

        TreeNode root=new TreeNode(3);
        TreeNode p2=new TreeNode(9);
        TreeNode p3=new TreeNode(20);
        TreeNode p4=new TreeNode(15);
        TreeNode p5=new TreeNode(7);
        TreeNode p6=new TreeNode(4);
        TreeNode p7=new TreeNode(5);

        root.left=p2;
        root.right=p3;
        p3.left=p4;
        p3.right=p5;
        p5.left=p6;
        p5.right=p7;


         /*
        TreeNode root=new TreeNode(1);
        TreeNode p2=new TreeNode(2);
        TreeNode p3=new TreeNode(3);
        TreeNode p4=new TreeNode(4);
        TreeNode p5=new TreeNode(5);

        root.left=p2;
        root.right=p3;
        p2.left=p4;
        p3.right=p5;
        */

        List> list=test.zigzagLevelOrder(root);
        Iterator> it1=list.iterator();
        while(it1.hasNext())
        {
            List list2=it1.next();
            Iterator it2=list2.iterator();
            while(it2.hasNext())
            {
                int data=it2.next();
                System.out.print(data+" ");
            }
            System.out.println();
        }

    }
}

运行结果：

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