题目信息
时间： 2019-06-25
题目链接：Leetcode
tag：双端队列
难易程度：中等
题目描述：
请实现一个函数按照之字形顺序打印二叉树，即第一行按照从左到右的顺序打印，第二层按照从右到左的顺序打印，第三行再按照从左到右的顺序打印，其他行以此类推。
示例1:
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],
[20,9],
[15,7]
]
1.节点总数 <= 1000
解题思路
二叉树层序遍历，每层遍历顺序都发生变化，奇数层逆序
层序遍历 + 双端队列
- 操作：利用双端队列的两端皆可添加元素的特性，设打印列表（双端队列）
level，并规定- 奇数层 则添加至
level尾部 - 偶数层 则添加至
level头部
- 奇数层 则添加至
代码
class Solution {
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
//当树的根节点为空，则直接返回空列表 []
if(root == null){
return new ArrayList<>(0);
}
//打印结果空列表 res
List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
//包含根节点的双端队列 queue
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.add(root);
//BFS 循环： 当 queue 为空时跳出；
while(!queue.isEmpty()){
//新建列表 level ，用于临时存储当前层打印结果；
LinkedList<Integer> level = new LinkedList<>();
//当前层打印循环： 循环次数为当前层节点数（即 queue 长度）
for(int i = queue.size(); i > 0; i--){
//出队： 队首元素出队，记为 node
TreeNode node = queue.poll();
//打印： 若为奇数层，将 node.val 添加至 level 尾部；否则，添加至 level 头部；
if(res.size() % 2 == 0){
level.addLast(node.val);
}else{
level.addFirst(node.val);
}
//添加子节点： 若 node 的左（右）子节点不为空，则加入队列queue；
if(node.left != null){
queue.add(node.left);
}
if(node.right != null){
queue.add(node.right);
}
}
//将当前层结果列表level 并添加入结果列表 res中
res.add(level);
}
//返回打印结果列表 res 即可
return res;
}
}
复杂度分析：
- 时间复杂度 O(N) ： N 为二叉树的节点数量，BFS 需循环 N 次，占用 O(N) ；双端队列的队首和队尾的添加和删除操作的时间复杂度均为 O(1) 。
- 空间复杂度 O(N) ： 最差情况下，即当树为满二叉树时，最多有 N/2 个树节点 同时 在
queue中，使用 O(N)大小的额外空间。
其他优秀解答
一般在树相关的题目中都可以考虑递归解法
class Solution {
//新建一个临时列表 level ，用于存储所有层的列表
List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
//当根节点为空，则返回空列表 []
if(root == null){
return new ArrayList<>(0);
}
//递归调用函数，从第0层开始
recur(root,0);
return res;
}
public void recur(TreeNode root,int k){
if(root != null){
//如果列表层数小于二叉树的层数，新增当前层的列表
if(res.size() <= k){
res.add(new ArrayList<>());
}
//将当前层的元素添加到当前层列表中,层数为奇数时采用逆序
if((k & 1) == 1){
res.get(k).add(0,root.val);
}else{
res.get(k).add(root.val);
}
//递归调用二叉树的左子树，层数+1
recur(root.left,k+1);
//递归调用二叉树的右子树，层数+1
recur(root.right,k+1);
}
}
}