LeetCode题:107. 二叉树的层次遍历II

给定一个二叉树,返回其节点值自底向上的层次遍历。 (即按从叶子节点所在层到根节点所在的层,逐层从左向右遍历)

例如:

给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7],

3

/ \

9 20

/ \

15 7

返回其自底向上的层次遍历为:

[
[15,7],
[9,20],
[3]
]
迭代实现:
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {
public List> levelOrder(TreeNode root) {
List> res = new ArrayList>();
Queue queue = new LinkedList<>();
if(root == null) return res;
queue.add(root);
while(!queue.isEmpty()){
int cur = queue.size();
ArrayList tmp = new ArrayList();
for(int i=0;i
TreeNode t= queue.poll();
tmp.add(t.val);
if(t.left != null)
queue.add(t.left);
if(t.right != null)
queue.add(t.right);
}
res.add(tmp);
}
return res;
}
}

广度优先遍历是按层层推进的方式,遍历每一层的节点。题目要求的是返回每一层的节点值,所以这题用广度优先来做非常合适。

广度优先需要用队列作为辅助结构,我们先将根节点放到队列中,然后不断遍历队列。在这里插入图片描述

java 层级遍历二叉树 按层遍历二叉树java_java 层级遍历二叉树

首先拿出根节点,如果左子树/右子树不为空,就将他们放入队列中。第一遍处理完后,根节点已经从队列中拿走了,而根节点的两个孩子已放入队列中了,现在队列中就有两个节点 2 和 5。

java 层级遍历二叉树 按层遍历二叉树java_java 层级遍历二叉树

第二次处理,会将 2 和 5 这两个节点从队列中拿走,然后再将 2 和 5 的子节点放入队列中,现在队列中就有三个节点 3,4,6。

java 层级遍历二叉树 按层遍历二叉树java_java实现层序遍历_03

我们把每层遍历到的节点都放入到一个结果集中,最后返回这个结果集就可以了。

时间复杂度: O(n)O(n)

空间复杂度:O(n)O(n)

递归实现(深度优先搜索)

用广度优先处理是很直观的,可以想象成是一把刀横着切割了每一层,但是深度优先遍历就不那么直观了。

java 层级遍历二叉树 按层遍历二叉树java_java实现层序遍历_04

我们开下脑洞,把这个二叉树的样子调整一下,摆成一个田字形的样子。田字形的每一层就对应一个 list。

java 层级遍历二叉树 按层遍历二叉树java_java实现层序遍历_05

按照深度优先的处理顺序,会先访问节点 1,再访问节点 2,接着是节点 3。之后是第二列的 4 和 5,最后是第三列的 6。

每次递归的时候都需要带一个 index(表示当前的层数),也就对应那个田字格子中的第几行,如果当前行对应的 list 不存在,就加入一个空 list 进去。

动态演示如下:

java 层级遍历二叉树 按层遍历二叉树java_List_06

时间复杂度:O(N)O(N)

空间复杂度:O(h)O(h),h 是树的高度

代码如下
import java.util.*;
class Solution {
public List> levelOrder(TreeNode root) {
if(root==null) {
return new ArrayList>();
}
//用来存放最终结果
List> res = new ArrayList>();
dfs(1,root,res);
return res;
}
void dfs(int index,TreeNode root, List> res) {
//假设res是[ [1],[2,3] ], index是3,就再插入一个空list放到res中
if(res.size()
res.add(new ArrayList());
}
//将当前节点的值加入到res中,index代表当前层,假设index是3,节点值是99
//res是[ [1],[2,3] [4] ],加入后res就变为 [ [1],[2,3] [4,99] ]
res.get(index-1).add(root.val);
//递归的处理左子树,右子树,同时将层数index+1
if(root.left!=null) {
dfs(index+1, root.left, res);
}
if(root.right!=null) {
dfs(index+1, root.right, res);
}
}
}