学习二叉树层序遍历：代码实现与详细解析_二叉树层序遍历c 代码-优快云博客

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刚学完二叉树的层序遍历时，我对着课本上的示意图发呆了半小时——明明知道是按一层一层的顺序遍历，但代码就是写不出来。直到自己动手把队列和二叉树结合起来调试，才真正理解了"队列是层序遍历的灵魂"这句话。今天就把我的学习过程整理成这篇实战笔记，手把手教你在C语言中实现这个看似简单实则暗藏玄机的算法！

一、层序遍历的"灵魂画手"：队列

当我们面对如下的二叉树时：

层序遍历的结果应该是：1 2 4 3 5 6。要实现这种"按层扫描"的效果，队列这个数据结构就是关键。它的先进先出（FIFO）特性完美契合了层序遍历的需求：

根节点入队
取出队首节点并访问
将其左右子节点依次入队
重复上述步骤直到队列为空

二、从零搭建基础结构

2.1 二叉树节点设计

就像搭积木要先准备零件，我们首先定义二叉树节点：

typedef int BTDataType;
typedef struct BinaryTreeNode {
    BTDataType data;
    struct BinaryTreeNode* left;
    struct BinaryTreeNode* right;
} BTNode;

2.2 队列的定制化实现

由于C语言标准库没有现成的队列，我们需要自己造轮子：

typedef struct BinaryTreeNode* QDataType;

typedef struct QueueNode {
    QDataType data;
    struct QueueNode* next;
} QNode;

typedef struct Queue {
    QNode* head;
    QNode* tail;
    int size;
} Queue;

这里有个设计亮点：队列中存储的是二叉树节点的指针，这样既节省空间又方便操作。队列的初始化、入队、出队操作就像流水线上的传送带，确保节点按顺序处理。

三、核心算法实现详解

3.1 创建测试二叉树

我们先手动搭建一个二叉树来测试代码：

BTNode* CreatTree() {
    BTNode* node1 = BuyNode(1);
    // 其他节点创建省略...
    node1->left = node2;
    node1->right = node4;
    node2->left = node3;
    node4->left = node5;
    node4->right = node6;
    return node1;
}

这个二叉树的结构示意图如下：

3.2 层序遍历的魔法时刻

最关键的层序遍历函数：


void LevelOrder(BTNode* root) {
    Queue q;
    QueueInit(&q);
    
    if (root)
    {
	    QueuePush(&q, root);
    }

    while (!QueueEmpty(&q)) {
        BTNode* front = QueueFront(&q);
        QueuePop(&q);
        printf("%d ", front->data);

        if (front->left) QueuePush(&q, front->left);
        if (front->right) QueuePush(&q, front->right);
    }
    QueueDestroy(&q);
}

运行过程分解：

初始状态：队列中只有根节点1
第一轮循环：取出1，打印后把2和4入队
第二轮循环：取出2，打印后把3入队
第三轮循环：取出4，打印后把5、6入队
后续循环依次处理剩余节点...

四、避坑指南：常见问题分析

内存泄漏问题
代码中特别加入了DestroyTree函数，通过递归释放所有节点。忘记释放内存是新手常犯的错误，务必养成"有malloc就有free"的习惯！
队列空指针判断
在QueueFront和QueuePop操作前都要检查队列是否为空，否则会出现野指针访问。这里的断言就像代码的安全气囊。
层级关系维护
为什么要先处理左孩子再处理右孩子？这保证了同层节点从左到右的顺序，如果调换顺序就会得到错误的结果。