力扣102：二叉树的层次遍历

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：[]

代码：

// returnSize：指向一个整数，用于返回结果二维数组的行数（即二叉树的层次数）
// returnColumnSizes：指向一个指针，该指针指向的数组用于存储二维数组每一行的列数（即每层节点个数）
int** levelOrder(struct TreeNode* root, int* returnSize, int** returnColumnSizes) {
    // 初始化返回结果的行数为0
    *returnSize = 0;

    // 如果根节点为空，直接返回NULL，表示空树没有层次遍历结果
    if (root == NULL)
        return NULL;

    // 动态分配内存用于存储层次遍历结果的二维数组指针数组
    // 假设二叉树最多有2001层，这里分配足够的空间来存储每层节点值数组的指针
    int** returnNums = (int**)malloc(sizeof(int*) * 2001);

    // 为存储每层节点个数的数组动态分配内存，同样假设最多有2001层
    *returnColumnSizes = (int*)malloc(sizeof(int) * 2001);

    // 定义一个数组作为队列，用于辅助层次遍历，存储二叉树节点指针
    struct TreeNode* queueDat[2001];
    // 队列的队首索引，初始化为0，用于指示从队列取节点的位置
    int queueFront = 0;
    // 队列的队尾索引，初始化为0，用于指示向队列插入节点的位置
    int queueRear = 0;
    // 定义一个指针变量，用于临时存储当前正在处理的节点
    struct TreeNode* cur;

    // 将根节点放入队列中，然后队尾索引后移一位
    queueDat[queueRear++] = root;

    // 只要队列不为空，就进行循环处理每层节点
    while (queueFront!= queueRear) {
        // 用于记录当前层节点的个数，初始化为0
        int colSize = 0;
        // 记录当前层节点处理开始时队列的队尾位置（因为处理过程中队尾可能改变）
        int last = queueRear;

        // 为返回结果二维数组的当前行分配内存空间，大小根据当前层节点数量确定
        returnNums[*returnSize] = (int*)malloc(sizeof(int) * (last - queueFront));

        // 处理当前层的节点
        while (queueFront < last) {
            // 从队列中取出一个节点，赋值给cur，并将队首索引后移一位
            cur = queueDat[queueFront++];

            // 将当前节点的值存入返回结果二维数组的当前行、当前列位置
            // 每存入一个节点值，colSize就自增1
            returnNums[*returnSize][colSize++] = cur->val;

            // 如果当前节点有左子节点，将左子节点放入队列中，队尾索引后移
            if (cur->left!= NULL)
                queueDat[queueRear++] = cur->left;

            // 如果当前节点有右子节点，将右子节点放入队列中，队尾索引后移
            if (cur->right!= NULL)
                queueDat[queueRear++] = cur->right;
        }

        // 将当前层节点的个数存入存储每层节点个数的数组的当前行
        (*returnColumnSizes)[*returnSize] = colSize;

        // 表示已经处理完一层节点，返回结果二维数组的行数增加1
        (*returnSize)++;
    }

    // 返回层次遍历结果的二维数组，其中每一行存储二叉树一层的节点值
    return returnNums;
}