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今天分享的题目来源于 LeetCode 上的剑指 Offer 系列面试题 32 – III. 从上到下打印二叉树

题目汇总链接:https://www.algomooc.com/jianzhioffer

一、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。

例如:

给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7]。

返回其层次遍历结果:

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

提示:

  • 节点总数 <= 1000

二、题目解析

在上道题目剑指 Offer 32 – II. 从上到下打印二叉树的基础上额外添加了一个要求,奇数层顺序打印,偶数层逆序打印,实现思路上可以通过设置一个标志位 isOddNumber 用来判断当前的层数是否为奇数层:

  • 如果是奇数层,那么按顺序把 queue 中的元素添加到双端队列 temp 的尾部
  • 如果是偶数层,那么按顺序把 queue 中的元素添加到双端队列 temp 的头部

三、动画描述

四、图片描述

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.002

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.003

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.004

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.005

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.006

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剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.015

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.016

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.017

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.018

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.019

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.020

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.021

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剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.023

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剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.026

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.027

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树.028

五、参考代码

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// https://www.algomooc.com
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {

        // 设置 res 用来保存输出结果
        List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();

        // 边界情况处理
        if(root == null) return res;

        //设置一个队列,用来存储二叉树中的元素
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();

        // 队列添加二叉树的根节点
        queue.add(root);

        // 用来判断当前的层数是否为奇数层,初始化在第 0 层,为偶数层
        boolean isOddNumber = false;

        // 遍历队列,直到队列为空,说明访问了二叉树中所有的节点
        while(!queue.isEmpty()) {

            // 用来记录 queue 的长度,即每层节点的个数
            int size = queue.size();  

            // 奇偶层总是交替出现的
            // 通过取反操作,判断当前的层数是否为奇偶层
            // 由于 isOddNumber 初始化为 false,所以第一次进来这个 while 循环取反后为 true,符合第一层是奇数层的定义
            isOddNumber = !isOddNumber;

            // 生成一个双端队列 temp,用来保存每一层节点,保存成功后添加到 res 中
            LinkedList<Integer> temp = new LinkedList<>();

            // 使用 for 循环,将 queue 中的元素按照给定的规则添加的 temp 中
            for(int i = 0 ; i < size; i++) {
                // 从 queue 中取出一个节点    
                TreeNode node = queue.poll();
                // 如果是奇数层,那么按顺序添加到双端队列的尾部
                if(isOddNumber) {
                    temp.addLast(node.val); 
                }else {
                    // 如果是偶数层,那么按顺序添加到双端队列的头部
                    temp.addFirst(node.val);
                }

                // 判断当前节点的左子节点是否有值,如果有,则添加到 queue 中
                if(node.left != null) queue.add(node.left);

                // 判断当前节点的右子节点是否有值,如果有,则添加到 queue 中    
                if(node.right != null) queue.add(node.right);
            }
            // 把存放了每一层元素的数组 temp 添加到 res 中
            res.add(temp);
        }

        // 返回 res
        return res;
    }
}

六、复杂度分析

时间复杂度

时间复杂度为 O(N)。

空间复杂度

空间复杂度为 O(N)。

七、相关标签

  • 二叉树
  • 广度优先搜索

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