二叉树的层次遍历(广度优先)

所谓层次遍历，就是按层次从左往右遍历二叉树。但是一个节点的左子树和右子树之间是没有直接联系方式的。换句话说，当我们遍历了一个节点的左子树的根节点后，无法直接遍历该节点的右子树的根节点。这里我们可以借助一个数据结构，先按一定顺序将节点存放起来，再从该数据结构取出数据，最后得到按层次遍历访问节点的结果。这个数据结构就是队列。直接讲可能有些抽象，我将在代码注释中结合代码详细讲解是如何操作的。

代码如下：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> res;
        //存放节点的队列
        queue<TreeNode*> que;
        //最开始队列为空，先将根节点存入队列
        if(root != NULL){
              que.push(root);
        }
        TreeNode* node;
        int size;
        //队列不为空才可以弹出数据
        while(!que.empty()){
            vector<int> vec;
            //size用来控制每次循环弹出节点的数量，保证一次循环弹出一层的节点数量
            size = que.size();
             //循环弹出节点
              while(size--){
//用一个工作指针一直指向队列的第一个节点，确保在每次弹出第一个节点的同时，将该节点的左右孩子都存入队列(这个操作确保了节点在队列中的存放顺序符合层次遍历)
                node = que.front();
                //将节点存放的数值放入一维数组
                vec.push_back(node -> val);
                que.pop();
                //将左右孩子存入队列
                if(node -> left != NULL) que.push(node -> left);
                if(node -> right != NULL) que.push(node -> right);
              }
              //每结束一个循环，即遍历完一层，最后要放入二维数组中
              res.push_back(vec);
        }
        return res;
    }
};