297. Serialize and Deserialize Binary Tree

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本文介绍了一种将二叉树转化为字符串的方法及其反过程，以便于在网络中传输与重构。提供了两种实现方案：一是利用队列进行层次遍历；二是采用递归的先序遍历。这两种方法均能有效处理包括负数在内的节点数据。

对二叉树转化方便使树在网络中的传输与重构。所以可以用不同的二叉树表达方式与遍历方式。

1、序列化

使用队列

2、反序列

使用队列

可能出现结点数据是负数，需要处理好前缀符号。

方法1:层次遍历

struct TreeNode{
    int val;
    TreeNode *left;
    TreeNode *right;
    TreeNode(int x): val(x),left(NULL),right(NULL){}
};

const int INF=-1000000;

vector<int> split(string s,char c)
{
    vector<int> vt;
    int ans=0;
    int i;
    int flag=1;
    for(i=0;s[i]!='\0';i++)
    {
        if(isdigit(s[i]))
            ans=ans*10+s[i]-'0';
        else if(s[i]=='-')
            flag=-1;
        else if(s[i]==c||s[i]==']')
        {
            if(!isdigit(s[i-1]))
            {
                if(i-4>=0)
                {
                    string tmp=s.substr(i-4,4);
                    if(tmp=="null")
                        vt.push_back(INF);
                }
            }
            else
            {
                ans=ans*flag;
                vt.push_back(ans);
                ans=0;
                flag=1;
            }
        }
    }
    return vt;
}
class Codec {
public:
    
    // Encodes a tree to a single string.
    string serialize(TreeNode* root) {
        string s="[";
        queue<TreeNode*> q;
        if(root!=NULL)
        {
            q.push(root);
            s+=to_string(root->val);
            s+=",";
        }
        TreeNode* node=NULL;
        while(!q.empty())
        {
            node=q.front();
            q.pop();
            if(node->left!=NULL)
            {
                q.push(node->left);
                s+=to_string(node->left->val);
            }
            else
            {
                s+="null";
            }
            s+=",";
            if(node->right!=NULL)
            {
                q.push(node->right);
                s+=to_string(node->right->val);
            }
            else
            {
                s+="null";
            }
            s+=",";
        }
        int len=s.size();
        s[len-1]=']';
        return s;
    }
    
    // Decodes your encoded data to tree.
    TreeNode* deserialize(string data) {
        vector<int> vt;
        queue<TreeNode*> q;
        vt=split(data, ',');
        
        TreeNode *root=NULL;
        
        if(vt.size()>0)
        {
            TreeNode *node=NULL;
            node=(TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
            node->val=vt[0];
            node->left=NULL,node->right=NULL;
            
            root=node;
            q.push(root);
        }
        int k=1;
        
        while(k<vt.size())
        {
            TreeNode* node=q.front();
            if(vt[k]==INF)
                node->left=NULL;
            else
            {
                TreeNode *lt=NULL;
                lt=(TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
                lt->val=vt[k];
                lt->left=NULL;
                lt->right=NULL;
                
                node->left=lt;
                q.push(lt);
            }
            k++;
            
            if(vt[k]==INF)
                node->right=NULL;
            else
            {
                TreeNode *rt=NULL;
                rt=(TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
                rt->val=vt[k];
                rt->left=NULL;
                rt->right=NULL;
                
                node->right=rt;
                q.push(rt);
            }
            k++;
            
            q.pop();
            
        }
        
        return root;
    }
};

方法2:先序遍历

class Codec {
public:
    void serialize(TreeNode* root,string &s)
    {
        if(root==NULL)
        {
            s.append("null,");
            return;
        }
        else
        {
            s.append(to_string(root->val));
            s.append(",");
        }
        serialize(root->left, s);
        serialize(root->right, s);
    }
    
    void deserialize(TreeNode *&root,string &s)
    {
        if(s=="")
            return;
        
        string tmp="";
        
        int pos=s.find(',');
        if(pos!=string::npos)
        {
            tmp=s.substr(0,pos);
            s=s.substr(pos+1);
        }
        else
        {
            tmp=s;
            s="";
        }

        if(atoi(tmp.c_str())||tmp.compare("0")==0)
        {
            root=new TreeNode(atoi(tmp.c_str()));
            deserialize(root->left, s);
            deserialize(root->right,s);
        }
        else
            root=NULL;
    }
    
    // Encodes a tree to a single string.
    string serialize(TreeNode* root) {
        string s="[";
        serialize(root, s);
        int len=s.size();
        s[len-1]=']';
        return s;
    }
    
    // Decodes your encoded data to tree.
    TreeNode* deserialize(string data) {
        TreeNode *root=NULL;
        string s="";
        int len=data.size();
        if(len>2)
        {
            len-=2;
            s=data.substr(1,len);
        }

        deserialize(root,s);
        return root;
    }
};