每日一题：Leetcode-102 二叉树的层序遍历

力扣题目

解题思路

java代码

力扣题目：

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[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
• -1000 <= Node.val <= 1000

解题思路：

解题思路如下：

1. 初始化：首先检查根节点是否为空，如果为空，则返回 null。然后初始化一个结果列表 ret 和一个队列 queue，将根节点添加到队列中。

2. 层序遍历：当队列不为空时，进行层序遍历。

   • 创建一个临时列表 vals 用于存储当前层的节点值。
   • 获取当前队列的长度 currentLevelSize，这个长度代表了当前层的节点数。
   • 循环 currentLevelSize 次，每次循环：
     • 从队列中取出一个节点 node。
     • 将该节点的值添加到 vals 列表中。
     • 如果该节点有左子节点，将其添加到队列中。
     • 如果该节点有右子节点，也将其添加到队列中。
   • 将 vals 添加到结果列表 ret 中。

3. 返回结果：遍历完成后，返回结果列表 ret。

这段代码使用了广度优先搜索（BFS）的策略，通过队列来迭代访问每一层的节点。在注释掉的部分代码中，使用了另一种方式来实现层序遍历，但是这种方式在处理大型树时可能会导致 OutOfMemoryError，因为它在每一层使用了一个额外的 ArrayList<TreeNode> 来存储下一层的节点，而不是像上面那样直接使用队列。

数组越界错误可能是因为在注释掉的代码中，cur 列表在迭代过程中被修改（添加下一层的节点到 next），这可能导致迭代过程中出现数组越界的问题。而使用队列的版本则没有这个问题，因为队列在迭代过程中是允许添加元素的。

java代码：

package org.example;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;

public class Leetcode102 {
    public static void main(String[] args) {
        TreeNode root = new TreeNode(3);
        root.left = new TreeNode(9);
        root.right = new TreeNode(20);
        root.right.left = new TreeNode(15);
        root.right.right = new TreeNode(7);
        // Get the level order result
        List<List<Integer>> result = Solution.levelOrder(root);
        // Print the result
        for (List<Integer> list : result) {
            System.out.println(list);
        }

    }


    public static class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;
        TreeNode() {}
        TreeNode(int val) { this.val = val; }
        TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
            this.val = val;
            this.left = left;
            this.right = right;
        }
    }

    static class Solution {
        public static List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
            if (root == null){
                return null;
            }
            /*
            * BFS
             */
            // 创建集合
            List<List<Integer>> ret = new ArrayList<List<Integer>>();
            // 创建队列
            Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
            /*
            * 添加根节点
             */
            queue.offer(root);
            while (!queue.isEmpty()) {
                List<Integer> vals = new ArrayList<Integer>();
                int currentLevelSize = queue.size();
                for (int i = 1; i <= currentLevelSize; ++i) {
                    // 弹出队列
                    TreeNode node = queue.poll();
                    // 添加到集合中
                    vals.add(node.val);
                    // 添加到队列中
                    if (node.left != null) {
                        queue.offer(node.left);
                    }
                    if (node.right != null) {
                        queue.offer(node.right);
                    }
                }
                ret.add(vals);
            }

// 报数组越界错误
//            List<TreeNode> cur = new ArrayList<TreeNode>();
//            cur.add(root);
//            while (!cur.isEmpty()){
//                List<TreeNode> next = new ArrayList<TreeNode>();
//                List<Integer> vals = new ArrayList<Integer>();
//                for (TreeNode node : cur){
//                    vals.add(node.val);
//                    if (node.left != null){
//                        next.add(node.left);
//                    }
//                    if (node.right != null){
//                        next.add(node.right);
//                    }
//                }
//                ret.add(vals);
//            }
            return ret;
        }
    }


}

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