LeetCode_二叉树_BFS_中等_102.二叉树的层序遍历

1.题目

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的层序遍历。（即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

示例 2：
输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：
输入：root = []
输出：[]

提示：
树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal

2.思路

（1）层序遍历
层序遍历的一般思路是：通过 while 循环控制从上向下方向的遍历，以及 for 循环控制每一层从左向右的遍历，说到底，就是 BFS 算法在二叉树层序遍历中的应用。

相关题目：
LeetCode_二叉树_BFS_中等_199.二叉树的右视图

3.代码实现（Java）

//思路1————层序遍历
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    //二叉树的层序遍历
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        //res用于保存最终结果
        List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }
        //queue保存层序遍历过程中每一层的所有节点
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        //最开始的第一层只有根节点，故先将根节点加入到队列中
        queue.offer(root);
        //while循环控制从上向下方向的遍历
        while (!queue.isEmpty()) {
            //levelSize记录当前层的节点数量
            int levelSize = queue.size();
            //levelVals保存当前层的所有节点值
            List<Integer> levelVals = new LinkedList<>();
            //for循环控制每一层从左向右的遍历
            for (int i = 0; i < levelSize; i++) {
                //poll():返回并删除队列中的第一个元素
                TreeNode curNode = queue.poll();
                levelVals.add(curNode.val);
                //同时将下一层中的所有节点保存到queue中
                if (curNode.left != null) {
                    queue.offer(curNode.left);
                }
                if (curNode.right != null) {
                    queue.offer(curNode.right);
                }
            }
            //将当前层的所有节点值加入到res中
            res.add(levelVals);
        }
        return res;
    }
}