标题:二叉树的层序遍历
出处:102. 二叉树的层序遍历
4 级
给你二叉树的根结点 root \texttt{root} root,返回其结点值的层序遍历(即从左到右,逐层地访问所有结点)。
示例 1:
输入: root = [3,9,20,null,null,15,7] \texttt{root = [3,9,20,null,null,15,7]} root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出: [[3],[9,20],[15,7]] \texttt{[[3],[9,20],[15,7]]} [[3],[9,20],[15,7]]
示例 2:
输入: root = [1] \texttt{root = [1]} root = [1]
输出: [[1]] \texttt{[[1]]} [[1]]
示例 3:
输入: root = [] \texttt{root = []} root = []
输出: [] \texttt{[]} []
层序遍历的方法为从根结点开始依次遍历每一层的结点,由于每一层与根结点的距离依次递增,因此可以使用广度优先搜索实现层序遍历。
广度优先搜索需要使用队列存储待访问的结点,初始时将根结点入队列。每次将一个结点出队列,然后将该结点的非空子结点入队列,直到队列为空时遍历结束。
由于这道题需要将结点值按照不同层分组,因此需要区分不同结点所在的层,确保每一轮访问的结点为同一层的全部结点。
初始时,队列内只有根结点,是同一层的全部结点。每一轮访问结点之前需要首先得到队列内的元素个数,此时队列内的元素为同一层的全部结点,然后访问这些结点,并将这些结点的非空子结点入队列。一轮访问结束之后,当前层的全部结点都已经出队列并被访问,此时队列内的元素为下一层的全部结点,下一轮访问时即可访问下一层的全部结点。使用上述做法,可以确保每一轮访问的结点为同一层的全部结点。
对于每一层维护一个结点值序列。遍历完每一层结点之后,将该层结点值序列添加到层序遍历序列中。
class Solution {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
List<List<Integer>> levelOrderTraversal = new ArrayList<List<Integer>>();
if (root == null) {
return levelOrderTraversal;
}
Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<TreeNode>();
queue.offer(root);
while (!queue.isEmpty()) {
List<Integer> levelValues = new ArrayList<Integer>();
int size = queue.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
TreeNode node = queue.poll();
levelValues.add(node.val);
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
}
}
levelOrderTraversal.add(levelValues);
}
return levelOrderTraversal;
}
}
时间复杂度: O ( n ) O(n) O(n),其中 n n n 是二叉树的结点数。每个结点都被访问一次。
空间复杂度: O ( n ) O(n) O(n),其中 n n n 是二叉树的结点数。空间复杂度主要是队列空间,队列内元素个数不超过 n n n。