二叉树--4-从上往下打印二叉树-层次遍历

本文介绍了一种使用双端队列实现的二叉树层次遍历算法,详细解释了算法的具体步骤,并提供了完整的C++代码示例。通过实例演示了如何从上到下、从左到右打印出二叉树的节点。

题目

从上往下打印出二叉的每个节点,同层节点从左至右打印。

思路

举例说明:

1、8入队列                                            deque: 8

2、8的左右孩子依次入队列                    deque: 8   6   10

3、存8,8出队列                                      deque: 6   10

4、6的左右孩子依次入队列                    deque: 6    10    5    7

5、存6,6出队列                                      deque: 10    5    7

6、10的左右孩子依次入队列                   deque: 10    5    7    9    11

7、存10,10出队列                                   deque:  5    7    9    11

.......

#include <iostream>
#include <deque>
#include <vector>
using namespace std;

struct TreeNode {
int val;
struct TreeNode *left;
struct TreeNode *right;
TreeNode(int x) :
val(x), left(NULL), right(NULL) {
}
};
class Solution {
public:
		//层次遍历,运用双端队列
	vector<int> PrintFromTopToBottom(TreeNode* head) {
		vector<int> result;
		if (head == nullptr)
			return result;
		deque<TreeNode *> d;
		d.push_back(head);
		while (d.size())
		{
			if (d.front()->left != nullptr)
				d.push_back(d.front()->left);
			if (d.front()->right != nullptr)
				d.push_back(d.front()->right);
			result.push_back(d.front()->val);
			//cout << d.front()->val << endl;
			d.pop_front();
		}
		return result;
	}
};

int main()
{
	Solution s;
	TreeNode *head = new TreeNode(8);
	TreeNode *head1 = new TreeNode(6);
	head->left = head1;
	TreeNode *head2 = new TreeNode(10);
	head->right = head2;
	TreeNode *head3 = new TreeNode(5);
	head2->left = head3;
	vector<int> result = s.PrintFromTopToBottom(head);
	for (auto i : result)
		cout << i << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

deque用法:

deque容器为一个给定类型的元素进行线性处理,像向量一样,它能够快速地随机访问任一个元素,并且能够高效地插入和删除容器的尾部元素。但它又与vector不同,deque支持高效插入和删除容器的头部元素,因此也叫做双端队列。deque类常用的函数如下。

(1)    构造函数

deque():创建一个空deque

deque(int nSize):创建一个deque,元素个数为nSize

deque(int nSize,const T& t):创建一个deque,元素个数为nSize,且值均为t

deque(const deque &):复制构造函数

(2)    增加函数

void push_front(const T& x):双端队列头部增加一个元素X

void push_back(const T& x):双端队列尾部增加一个元素x

iterator insert(iterator it,const T& x):双端队列中某一元素前增加一个元素x

void insert(iterator it,int n,const T& x):双端队列中某一元素前增加n个相同的元素x

void insert(iterator it,const_iterator first,const_iteratorlast):双端队列中某一元素前插入另一个相同类型向量的[forst,last)间的数据

(3)    删除函数

Iterator erase(iterator it):删除双端队列中的某一个元素

Iterator erase(iterator first,iterator last):删除双端队列中[first,last)中的元素

void pop_front():删除双端队列中最前一个元素

void pop_back():删除双端队列中最后一个元素

void clear():清空双端队列中最后一个元素

(4)    遍历函数

reference at(int pos):返回pos位置元素的引用

reference front():返回手元素的引用

reference back():返回尾元素的引用

iterator begin():返回向量头指针,指向第一个元素

iterator end():返回指向向量中最后一个元素下一个元素的指针(不包含在向量中)

reverse_iterator rbegin():反向迭代器,指向最后一个元素

reverse_iterator rend():反向迭代器,指向第一个元素的前一个元素

(5)    判断函数

bool empty() const:向量是否为空,若true,则向量中无元素

(6)    大小函数

Int size() const:返回向量中元素的个数

int max_size() const:返回最大可允许的双端对了元素数量值

(7)    其他函数

void swap(deque&):交换两个同类型向量的数据

void assign(int n,const T& x):向量中第n个元素的值设置为x


参考:https://blog.youkuaiyun.com/longshengguoji/article/details/8519812


在C语言中,我们可以使用队列数据结构来实现二叉树层次遍历(也称为广度优先搜索,BFS)。下面是一个简单的例子,展示了如何使用递归和栈来实现这个功能: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义二叉树节点 typedef struct TreeNode { int val; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; } TreeNode; // 创建一个新的节点 TreeNode* createNode(int data) { TreeNode* node = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); node->val = data; node->left = NULL; node->right = NULL; return node; } // 层次遍历函数 void levelOrderTraversal(TreeNode* root) { if (root == NULL) { return; } // 初始化队列,并将根节点入队 Queue* queue = createQueue(); enqueue(queue, root); while (!isEmpty(queue)) { // 队并处理当前层的所有节点 TreeNode* curr = dequeue(queue); printf("%d ", curr->val); // 打印节点值 // 将左右子节点入队,如果存在 if (curr->left != NULL) { enqueue(queue, curr->left); } if (curr->right != NULL) { enqueue(queue, curr->right); } } destroyQueue(queue); // 清理队列 } // 简化版的队列和操作函数(这里假设已经实现了) typedef struct Queue { // 队列元素和相关的操作... } Queue; Queue* createQueue(); int isEmpty(Queue* queue); TreeNode* dequeue(Queue* queue); void enqueue(Queue* queue, TreeNode* node); void destroyQueue(Queue* queue); int main() { // 假设你已经有了一个二叉树结构 TreeNode* root = ...; // 根节点的创建和初始化 levelOrderTraversal(root); printf("\n"); // 结束一层后换行 return 0; }
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