二叉树的锯齿形层序遍历
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题目描述
给你二叉树的根节点 root
,返回其节点值的 锯齿形层序遍历 。(即先从左往右,再从右往左进行下一层遍历,以此类推,层与层之间交替进行)。
示例 1:
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7] 输出:[[3],[20,9],[15,7]]
示例 2:
输入:root = [1] 输出:[[1]]
示例 3:
输入:root = [] 输出:[]
提示:
- 树中节点数目在范围
[0, 2000]
内 -100 <= Node.val <= 100
代码结果
运行时间: 32 ms, 内存: 15.1 MB
// Solution using Java Stream (though not the typical use case for streams)
// The stream API is not well-suited for this problem due to its stateful nature.
// We will use traditional methods but demonstrate where streams might be applied.
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
public class ZigzagLevelOrderStream {
public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
if (root == null) return result;
Deque<TreeNode> deque = new LinkedList<>();
deque.offer(root);
boolean leftToRight = true;
while (!deque.isEmpty()) {
int size = deque.size();
List<Integer> level = new ArrayList<>(size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
TreeNode node = deque.poll();
level.add(node.val);
if (node.left != null) deque.offer(node.left);
if (node.right != null) deque.offer(node.right);
}
if (!leftToRight) {
Collections.reverse(level); // Reverse the list if needed
}
result.add(level);
leftToRight = !leftToRight;
}
return result;
}
}
// TreeNode class definition for the binary tree structure
class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode(int x) { val = x; }
}
解释
方法:
这个题解采用了 BFS (广度优先搜索) 的思路。使用一个双端队列保存每一层的节点,然后按照 Z 字形的顺序遍历输出节点值。具体来说:
1. 首先判断根节点是否为空,如果为空则直接返回空列表。
2. 创建一个结果列表 result 和一个双端队列 q,并将根节点加入队列。
3. 初始化 l2r 标志为 True,表示从左到右遍历。
4. 当队列不为空时,进行如下操作:
a. 获取当前层的节点数 size。
b. 创建一个大小为 size 的列表 floor,用于保存当前层的节点值。
c. 遍历当前层的所有节点:
- 从队列的左端弹出一个节点。
- 根据 l2r 标志确定节点值在 floor 中的索引:如果 l2r 为 True,索引为 i;否则索引为 size-1-i。
- 将节点值放入 floor 的对应索引位置。
- 如果节点有左子节点,将左子节点加入队列。
- 如果节点有右子节点,将右子节点加入队列。
d. 将 l2r 标志取反。
e. 将当前层的节点值列表 floor 加入结果列表 result。
5. 返回结果列表 result。
时间复杂度:
O(n)
空间复杂度:
O(n)
代码细节讲解
🦆
为什么选择广度优先搜索(BFS)而不是深度优先搜索(DFS)来进行这种锯齿形的层序遍历?
▷🦆
在双端队列中存储节点而不是单纯使用两个栈来实现锯齿形遍历的原因是什么?
▷🦆
在算法中,你如何确保在最末尾的层也正确地按照锯齿形顺序添加节点值?
▷🦆
对于变量`l2r`,如果在每层迭代开始之前不更新它的值会怎样影响输出结果?
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