449/297.序列化和反序列化二叉树(二叉树，设计，困难)

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序列化是将数据结构或对象转换为一系列位的过程，以便它可以存储在文件或内存缓冲区中，或通过网络连接链路传输，以便稍后在同一个或另一个计算机环境中重建。

设计一个算法来序列化和反序列化二叉搜索树。 对序列化/反序列化算法的工作方式没有限制。 您只需确保二叉搜索树可以序列化为字符串，并且可以将该字符串反序列化为最初的二叉搜索树。

编码的字符串应尽可能紧凑。

示例 1：

输入：root = [2,1,3]
输出：[2,1,3]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

提示：

• 树中节点数范围是 [0, 10^4]
• 0 <= Node.val <= 10^4
• 题目数据保证输入的树是一棵二叉搜索树。

解答

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Codec {

    // Encodes a tree to a single string.
    public String serialize(TreeNode root) {
        Queue nodeQueue = new LinkedList<>();
        nodeQueue.add(root);
        StringBuilder str = new StringBuilder();
        TreeNode node;
        while (!nodeQueue.isEmpty()) {
            if ((node = nodeQueue.poll()) != null) {
                str.append(node.val).append(",");
                nodeQueue.add(node.left);
                nodeQueue.add(node.right);
            } else str.append("null").append(",");
        }
        // 删除最后一层的叶子节点的null标注
        int index;
        while (str.length() > 5 && (index = str.lastIndexOf("null,null,")) != -1
                && "null,null,".equals(str.substring(index)))
            str.delete(str.lastIndexOf("null,null,"), str.length());
        // 删除字符串中最后一个分隔符
        if (str.length() != 0 && str.charAt(str.length()-1) == ',') str.deleteCharAt(str.length()-1);
        str.insert(0,'[');
        str.insert(str.length(), ']');
        return str.toString();
    }

    // Decodes your encoded data to tree.
    public TreeNode deserialize(String data) {
        if ("[null]".equals(data)) return null;
        String[] strings = data.substring(1, data.length() - 1).split(",");
        if (strings.length == 0) return null;
        TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(strings[0])), node;
        Queue nodeQueue = new LinkedList<>();
        node = root;
        nodeQueue.add(node);
        for (int i = 1; i < strings.length; i+=2) {
            node = nodeQueue.poll();
            if (!"null".equals(strings[i])) {
                node.left = new TreeNode(Integer.parseInt(strings[i]));
                nodeQueue.add(node.left);
            }
            if (!"null".equals(strings[i+1])) {
                node.right = new TreeNode(Integer.parseInt(strings[i+1]));
                nodeQueue.add(node.right);
            }
        }
        return root;
    }
}

// Your Codec object will be instantiated and called as such:
// Codec ser = new Codec();
// Codec deser = new Codec();
// String tree = ser.serialize(root);
// TreeNode ans = deser.deserialize(tree);
// return ans;