按之字形顺序打印二叉树 java

本文介绍了一种实现之字形打印二叉树的方法,通过使用两个栈交替存放节点来实现从左到右和从右到左的打印顺序转换。此算法适用于需要按特定顺序遍历二叉树的应用场景。

题目描述

请实现一个函数按照之字形打印二叉树,即第一行按照从左到右的顺序打印,第二层按照从右至左的顺序打印,第三行按照从左到右的顺序打印,其他行以此类推。

public class Solution {
		public ArrayList<ArrayList<Integer>> Print(TreeNode pRoot) {
			ArrayList<ArrayList<Integer>> list = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
			if (pRoot == null) {
				return list;
			}
			//创建两个栈进行分别存储
			Stack<TreeNode>[] stacks = new Stack[2];
			stacks[0] = new Stack<TreeNode>();
			stacks[1] = new Stack<TreeNode>();
			int current = 0;
			int next = 1;
			stacks[0].add(pRoot);
			ArrayList<Integer> array=new ArrayList<Integer>();
			while (!stacks[0].isEmpty() || !stacks[1].isEmpty()) {
				TreeNode node=stacks[current].pop();
				array.add(node.val);
				//从左往右压入下一个栈中,在读取下一个栈的时候是从右往左的
				if(current==0){
					if(node.left!=null){
						stacks[next].add(node.left);
					}
					if(node.right!=null){
						stacks[next].add(node.right);
					}
				//从右往左压入下一个栈中,在读取下一个栈的时候是从左往有的
				}else{
					if(node.right!=null){
						stacks[next].add(node.right);
					}
					if(node.left!=null){
						stacks[next].add(node.left);
					}
				}
				//遍历完一个栈之后进行遍历另一个栈
				if(stacks[current].isEmpty()){
					current=1-current;
					next=1-next;
					list.add(array);
					array=new ArrayList<Integer>();
				}
				
			}
			return list;
		}

	}


### 实现二叉树之字形遍历 要实现二叉树之字形层序遍历,可以通过广度优先搜索(BFS)来完成。具体方法是利用队列存储每层节点的同时,通过一个标志变量控制当前层数是从左到右还是从右到左进行访问[^2]。 以下是基于 Java 的代码实现: ```java import java.util.*; public class BinaryTreeZigzagLevelOrderTraversal { public static List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) { List<List<Integer>> result = new ArrayList<>(); if (root == null) return result; Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>(); queue.offer(root); boolean leftToRight = true; // 控制方向 while (!queue.isEmpty()) { int size = queue.size(); List<Integer> levelNodes = new ArrayList<>(size); for (int i = 0; i < size; i++) { TreeNode node = queue.poll(); if (leftToRight) { levelNodes.add(node.val); // 正向添加 } else { levelNodes.add(0, node.val); // 反向添加 } if (node.left != null) queue.offer(node.left); if (node.right != null) queue.offer(node.right); } result.add(levelNodes); leftToRight = !leftToRight; // 切换方向 } return result; } public static void main(String[] args) { // 构建示例二叉树 {3,9,20,#,#,15,7} TreeNode root = new TreeNode(3); root.left = new TreeNode(9); root.right = new TreeNode(20); root.right.left = new TreeNode(15); root.right.right = new TreeNode(7); List<List<Integer>> result = zigzagLevelOrder(root); // 打印结果 for (List<Integer> list : result) { for (Integer num : list) { System.out.print(num + " "); } System.out.println(); } } } class TreeNode { int val; TreeNode left; TreeNode right; TreeNode(int x) { val = x; } } ``` #### 解析 上述代码的核心逻辑在于: - 使用 `Queue` 来逐层处理二叉树中的节点。 - 借助布尔型变量 `leftToRight` 控制当前层的方向。如果为真,则按正常顺序加入列表;反之则逆序插入。 - 队列每次循环结束后切换方向,从而达到之字形的效果[^5]。 此算法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是二叉树中节点的数量,因为每个节点仅被访问一次。空间复杂度取决于队列的最大长度,在最坏情况下可能接近于完全二叉树的最后一层节点数,即约为 O(n/2)[^3]。
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