Leetcoe103. 二叉树的锯齿形层序遍历

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给定一个二叉树，返回该二叉树的之字形层序遍历，（第一层从左向右，下一层从右向左，一直这样交替）

该二叉树之字形层序遍历的结果是

[

[1],

[3,2],

[4,5]

]

2023-08-30更新，更加简洁的解法：

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这题要求的是先从左边，下一层从右边，在下一次从左边……左右交替的。我们可以使用一个变量leftToRight，如果是true就表示从左边开始打印，否则就从右边开始打印，代码：

    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (root == null)
            return res;
        //创建队列，保存节点
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);//先把节点加入到队列中
        boolean leftToRight = true;//第一步先从左边开始打印
        while (!queue.isEmpty()) {
            //记录每层节点的值
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
            //统计这一层有多少个节点
            int count = queue.size();
            //遍历这一层的所有节点，把他们全部从队列中移出来，顺便
            //把他们的值加入到集合level中，接着再把他们的子节点（如果有）
            //加入到队列中
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                //poll移除队列头部元素（队列在头部移除，尾部添加）
                TreeNode node = queue.poll();
                //判断是从左往右打印还是从右往左打印。
                if (leftToRight) {
                    //如果从左边打印，直接把访问的节点值加入到列表level的末尾即可
                    level.add(node.val);
                } else {
                    //如果是从右边开始打印，每次要把访问的节点值
                    //加入到列表的最前面
                    level.add(0, node.val);
                }
                //左右子节点如果不为空会被加入到队列中
                if (node.left != null)
                    queue.add(node.left);
                if (node.right != null)
                    queue.add(node.right);
            }
            //把这一层的节点值加入到集合res中
            res.add(level);
            //改变下次访问的方向
            leftToRight = !leftToRight;
        }
        return res;
    }

思路：

我们可以利用两个栈遍历这棵二叉树，第一个栈s1从根节点开始记录第一层，然后依次遍历两个栈，遍历第一个栈时遇到的子节点依次加入第二个栈s2中，即是第二层

//遍历奇数层
while(!s1.empty()){ 
    TreeNode* node = s1.top();
    //记录奇数层
    temp.push_back(node->val); 
    //奇数层的子节点加入偶数层
    if(node->left)  
        s2.push(node->left);
    if(node->right) 
        s2.push(node->right);
    s1.pop();
}
而遍历第二个栈s2的时候因为是先进后出，因此就是逆序的，再将第二个栈s2的子节点依次加入第一个栈s1中：

while(!s2.empty()){ 
    reeNode* node = s2.top();
    //记录偶数层
    temp.push_back(node->val);  
    //偶数层的子节点加入奇数层
    if(node->right)  
        s1.push(node->right);
    if(node->left) 
        s1.push(node->left);
    s2.pop();
}

具体做法：

• step 1：首先判断二叉树是否为空，空树没有打印结果。
• step 2：建立两个辅助栈，每次依次访问第一个栈s1与第二个栈s2，根节点先进入s1.
• step 3：依据依次访问的次序，s1必定记录的是奇数层，访问节点后，将它的子节点（如果有）依据先左后右的顺序加入s2，这样s2在访问的时候根据栈的先进后出原理就是右节点先访问，正好是偶数层需要的从右到左访问次序。偶数层则正好相反，要将子节点（如果有）依据先右后左的顺序加入s1，这样在s1访问的时候根据栈的先进后出原理就是左节点先访问，正好是奇数层需要的从左到右访问次序。
• step 4：每次访问完一层，即一个栈为空，则将一维数组加入二维数组中，并清空以便下一层用来记录。

图示：

 代码如下：

public ArrayList<ArrayList<Integer>> Print(TreeNode root) {
    ArrayList<ArrayList<Integer>> res = new ArrayList<>();
    if(root == null)
        return res;

    Stack<TreeNode> s1 = new Stack<>();
    Stack<TreeNode> s2 = new Stack<>();
    s1.push(root);
    while(!s1.isEmpty() || !s2.isEmpty()){
        if(!s1.isEmpty()){
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            while(!s1.isEmpty()){
                TreeNode cur = s1.pop();
                list.add(cur.val);
                if(cur.left != null)
                    s2.push(cur.left);
                if(cur.right != null)
                    s2.push(cur.right);
            }
            res.add(list);
        }
        if(!s2.isEmpty()){
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            while(!s2.isEmpty()){
                TreeNode cur = s2.pop();
                list.add(cur.val);
                if(cur.right != null)
                    s1.push(cur.right);
                if(cur.left != null)
                    s1.push(cur.left);               
            }
            res.add(list);
        }
    }
    return res;
}

使用双向队列：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root == null){
            return res;
        }
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while(!q.isEmpty()){
            LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();
            int size = q.size();
            for(int i = 0; i < size;i++){
                TreeNode cur = q.poll();
                if(res.size() %2 == 0){
                    list.addLast(cur.val);//每次插入到最后一个
                }
                else{
                    list.addFirst(cur.val);//每次插入到第一个
                }
                if(cur.left != null){
                    q.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right != null){
                    q.offer(cur.right);
                }
            }
            res.add(list);
        }
        return res;

    }
}