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当前位置： 算法 > 剑指offer > 剑指offer 32-2.从上到下打印二叉树

剑指offer 32-2.从上到下打印二叉树

题目描述

从上到下按层打印二叉树，同一层的节点按从左到右的顺序打印，每一层打印到一行。

例如: 给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

返回其层次遍历结果：

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

提示：

  1. 节点总数 <= 1000

算法

(BFS,层序遍历) O(n)

使用宽度优先搜索配合队列层序遍历二叉树

  1. 首先先将根节点入队列
  2. 如果队列不为空，进行以下循环
  3. 计算当前队列中的元素个数 sz，即当前层的元素个数
  4. 遍历当前层的每个元素，每次弹出队头元素，并将其对应的值加入到当前层序列中，如果当前节点有左孩子，则将左孩子入队列，如果当前节点有右孩子，则将右孩子入队列，代表下一层节点。
  5. 遍历完一层将当前层序列添加到答案中。

时间复杂度

二叉树的每个节点只会被遍历一次，所以时间复杂度为 O(n)。

空间复杂度

存储答案需要额外 O(n^2) 的空间，队列需要额外 O(n) 的空间。

C++ 代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> ans;
        queue<TreeNode*> q;

        if (root) q.push(root);

        while (q.size()) {
            int sz = q.size();
            vector<int> line;
            while (sz -- ) {
                auto t = q.front();
                q.pop();

                line.push_back(t->val);
                if (t->left) q.push(t->left);
                if (t->right) q.push(t->right);
            }
            ans.push_back(line);
        }

        return ans;
    }
};

Java 代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();

        if (root != null) {
            q.offer(root);
        }

        while (!q.isEmpty()) {
            int sz = q.size();
            List<Integer> line = new ArrayList<>();
            while (sz -- > 0) {
                TreeNode t = q.poll();
                line.add(t.val);
                if (t.left != null) {
                    q.offer(t.left);
                }
                if (t.right != null) {
                    q.offer(t.right);
                }
            }
            ans.add(line);
        }

        return ans;
    }
}

Python 代码

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
        ans = []
        q = deque()

        if root:
            q.append(root)

        while q:
            sz = len(q)
            line = []
            while sz > 0:
                t = q.popleft()
                line.append(t.val)
                if t.left:
                    q.append(t.left)
                if t.right:
                    q.append(t.right)
                sz -= 1
            ans.append(line)

        return ans

本文由读者提供，Github地址：https://github.com/tonngw

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