102. 二叉树的层序遍历(Python)

给你一个二叉树,请你返回其按 层序遍历 得到的节点值。 (即逐层地,从左到右访问所有节点)。

示例:
二叉树:[3,9,20,null,null,15,7],
在这里插入图片描述

返回其层次遍历结果:

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

方法一:BSF

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
        if not root: return []  # 特殊情况,root为空直接返回
        from collections import deque
        # 下面就是BFS模板内容,BFS关键在于队列的使用
        layer = deque()
        layer.append(root)  # 压入初始节点
        res = []  # 结果集
        while layer:
            cur_layer = []  # 临时变量,记录当前层的节点
            for _ in range(len(layer)):  # 遍历某一层的节点
                node = layer.popleft()  # 将要处理的节点弹出
                cur_layer.append(node.val)
                if node.left:  # 如果当前节点有左右节点,则压入队列,根据题意注意压入顺序,先左后右,
                    layer.append(node.left)
                if node.right:
                    layer.append(node.right)
            res.append(cur_layer)  # 某一层的节点都处理完之后,将当前层的结果压入结果集
        return res

方法二:DFS

class Solution(object):
    def levelOrder(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[List[int]]
        """
        res = []
        self.level(root, 0, res)
        return res

    def level(self, root, level, res):
        if not root: return
        if len(res) == level: res.append([])
        res[level].append(root.val)
        if root.left: self.level(root.left, level + 1, res)
        if root.right: self.level(root.right, level + 1, res)

参考链接:https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/solution/xiong-mao-shua-ti-python3-bfsmo-ban-ti-ju-yi-fan-s/
参考链接:https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-level-order-traversal/solution/tao-mo-ban-bfs-he-dfs-du-ke-yi-jie-jue-by-fuxuemin/

### Python 实现二叉树层序遍历 #### 方法概述 层序遍历是一种基于广度优先搜索(BFS)的二叉树遍历方式。它按照从上到下、从左到右的顺序访问每一层节点。为了实现这一目标,通常会借助队列来存储待处理的节点。 #### 代码实现 以下是一个完整的 Python 实现: ```python from collections import deque class TreeNode: def __init__(self, value): self.val = value self.left = None self.right = None def levelOrder(root): if not root: # 如果根节点为空,则直接返回空列表 return [] result = [] # 存储最终的结果 queue = deque([root]) # 初始化队列并加入根节点 while queue: # 当队列不为空时继续循环 current_level_size = len(queue) # 获取当前层的节点数量 current_level_values = [] # 存储当前层的 for _ in range(current_level_size): # 遍历当前层的所有节点 node = queue.popleft() # 取出队首节点 current_level_values.append(node.val) # 将其加入当前层结果 if node.left: # 如果存在左子节点,将其加入队列 queue.append(node.left) if node.right: # 如果存在右子节点,将其加入队列 queue.append(node.right) result.append(current_level_values) # 将当前层的结果加入总结果中 return result ``` 此代码通过 `deque` 数据结构实现了高效的队列操作,并能够正确处理满二叉树和非满二叉树的情况[^1]。 #### 示例运行 假设我们构建了一棵如下所示的二叉树: ``` 1 / \ 2 3 / \ \ 4 5 6 / 7 ``` 对应的层序遍历结果应为:[[1], [2, 3], [4, 5, 6], [7]]。 可以验证上述代码能正确输出预期结果。 --- #### 易错点分析 在实现过程中需要注意以下几个常见错误: 1. **未初始化队列**:如果忘记将根节点放入队列,程序可能陷入死循环或提前结束。 2. **忽略空节点**:某些情况下需要显式表示空节点的位置,具体取决于需求[^4]。 3. **层次划分不清**:如果没有记录每层的节点数,在嵌套结构复杂的树中可能会混淆不同层的数据[^3]。 以上问题都可以通过仔细设计逻辑加以规避。 ---
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