序列化的定义：
序列化（serialization）是指将数据结构或对象状态转换成可取用格式（例如存成文件，存于缓冲，或经由网络中发送），以留待后续在相同或另一台计算机环境中，能恢复原先状态的过程。依照序列化格式重新获取字节的结果时，可以利用它来产生与原始对象相同语义的副本。
从一系列字节提取数据结构的反向操作，是反序列化。
先序方式序列化和反序列化
1、先序方式序列化
按先序遍历的方式，挨个将二叉树的各个节点，存储为一个以指定分隔符分隔的字符串，为空的节点也需要存储。
/**
* 先序方式序列化
*
* @author Java和算法学习：周一
*/
public static Queue preSerial(Node head) {
Queue ans = new LinkedList<>();
pre(head, ans);
return ans;
}
private static void pre(Node head, Queue ans) {
if (head == null) {
ans.add(null);
} else {
ans.add(String.valueOf(head.value));
pre(head.left, ans);
pre(head.right, ans);
}
}
2、先序方式反序列化
按先序遍历的方式，挨个以指定分隔符切分之前的字符串，还原为原始二叉树。
/**
* 先序方式反序列化
*
* @author Java和算法学习：周一
*/
public static Node buildByPre(Queue queue) {
if (queue == null || queue.size() == 0) {
return null;
}
return preB(queue);
}
private static Node preB(Queue queue) {
String value = queue.poll();
if (value == null) {
return null;
}
Node head = new Node(Integer.parseInt(value));
head.left = preB(queue);
head.right = preB(queue);
return head;
}
后序方式序列化和反序列化
1、后序方式序列化和反序列化和先序方式的思路和过程是一样的。
需要注意的是在反序列化时，得先把原始序列化的顺序颠倒一下（颠倒后的顺序即是头右左），再以头右左的方式进行反序列化，因为要先有头才有孩子（先构造头才能构造孩子），这样反序列化的结果才是对的。
/**
* 后序方式序列化
*
* @author Java和算法学习：周一
*/
public static Queue posSerial(Node head) {
Queue ans = new LinkedList<>();
pos(head, ans);
return ans;
}
public static void pos(Node head, Queue ans) {
if (head == null) {
ans.add(null);
} else {
pos(head.left, ans);
pos(head.right, ans);
ans.add(String.valueOf(head.value));
}
}
/**
* 后序方式反序列化
*
* @author Java和算法学习：周一
*/
public static Node buildByPos(Queue queue) {
if (queue == null || queue.size() == 0) {
return null;
}
Stack stack = new Stack<>();
while (!queue.isEmpty()) {
stack.push(queue.poll());
}
return posB(stack);
}
public static Node posB(Stack posStack) {
String value = posStack.pop();
if (value == null) {
return null;
}
Node head = new Node(Integer.parseInt(value));
head.right = posB(posStack);
head.left = posB(posStack);
return head;
}
2、为啥没有中序方式的序列化？
二叉树无法通过中序遍历的方式实现序列化和反序列化，因为不同的两棵树，可能得到同样的中序序列，这时候就无法确定此中序序列代表哪个二叉树了。
按层方式序列化和反序列化
1、序列化
（1）准备一个放结果的队列（放的是节点的字符串值），准备一个辅助队列（放的是节点）
（2）往结果队列放入头节点的值，往辅助队列放入头节点
（3）弹出辅助队列的头节点，
1）此节点左孩子不为空，往结果队列放入左孩子节点的值，往辅助队列放入左孩子；如果此节点左孩子为空，往结果队列放入null值，辅助队列不变。
2）此节点右孩子不为空，往结果队列放入右孩子节点的值，往辅助队列放入右孩子；如果此节点右孩子为空，往结果队列放入null值，辅助队列不变。
（4）一直执行第3步，直到辅助队列为空。
/**
* 按层方式序列化
*
* @author Java和算法学习：周一
*/
public static Queue levelSerial(Node head) {
Queue ans = new LinkedList<>();
if (head == null) {
ans.offer(null);
} else {
// 往结果队列放入头节点的值
ans.add(String.valueOf(head.value));
// 准备一个辅助队列
Queue help = new LinkedList<>();
// 辅助队列放入头节点
help.offer(head);
while (!help.isEmpty()) {
Node current = help.poll();
// 辅助队列头节点的左孩子不为空
if (current.left != null) {
// 往结果队列放左孩子的值
ans.offer(String.valueOf(current.left.value));
// 往辅助队列放左孩子
help.offer(current.left);
} else {
// 往结果队列放null，辅助队列不变
ans.offer(null);
}
// 右孩子同理
if (current.right != null) {
ans.offer(String.valueOf(current.right.value));
help.offer(current.right);
} else {
ans.offer(null);
}
}
}
return ans;
}
2、反序列化
（1）从原队列弹出第一个值，反序列化生成头节点
（2）准备一个辅助队列（放的是节点），放入头节点
（3）弹出辅助队列的第一个节点current，从原队列里弹出一个值，反序列化做为current的左孩子；再从原队列里弹出一个值，反序列化做为current的右孩子
（4）current的左孩子不是空，则放入辅助队列；current的右孩子不是空，则放入辅助队列
（5）一直循环执行3、4步，直到辅助队列为空
/**
* 按层方式反序列化
*
* @author Java和算法学习：周一
*/
public static Node buildByLevel(Queue queue) {
if (queue == null || queue.size() == 0) {
return null;
}
// 反序列化构建头节点
Node head = generateNode(queue.poll());
// 准备一个辅助队列
Queue help = new LinkedList<>();
// 防止队列里就只有一个null，如果队列里就只有一个null，则整个方法就直接结束了
if (head != null) {
// 辅助队列放入头节点
help.offer(head);
}
Node current;
while (!help.isEmpty()) {
// 弹出辅助队列的第一个节点
current = help.poll();
// 反序列化构建左孩子
current.left = generateNode(queue.poll());
// 反序列化构建右孩子
current.right = generateNode(queue.poll());
if (current.left != null) {
// 左孩子不为空，往辅助队列放入左孩子
help.offer(current.left);
}
if (current.right != null) {
// 右孩子不为空，往辅助队列放入右孩子
help.offer(current.right);
}
}
return head;
}