剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III

题目

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

例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

返回其层次遍历结果：

[
[3],
[20,9],
[15,7]
]

题解

思路

层序遍历 + 双端队列
利用双端队列的两端皆可添加元素的特性，设打印列表（双端队列） tmp ，并规定：

奇数层 则添加至 tmp 尾部 ，
偶数层 则添加至 tmp 头部 。

算法流程：

特例处理： 当树的根节点为空，则直接返回空列表 [] ；
初始化： 打印结果空列表 res ，包含根节点的双端队列queue ；
BFS 循环： 当queue为空时跳出；

新建列表 tmp ，用于临时存储当前层打印结果；
当前层打印循环： 循环次数为当前层节点数（即 queue 长度）；
    出队： 队首元素出队，记为 node；
    打印： 若为奇数层，将 node.val 添加至 tmp 尾部；否则，添加至 tmp 头部；
    添加子节点： 若 node 的左（右）子节点不为空，则加入 queue ；
将当前层结果 tmp 转化为 list 并添加入 res ；

返回值： 返回打印结果列表 res 即可；

代码

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        //设置res用来保存输出结果
        List<List<Integer>> res=new LinkedList<>();
        //边界情况处理
        if(root==null){
            return res;
        }

        //设置一个队列，用来存储二叉树中的元素
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<>();

        //队列添加二叉树的根节点
        queue.add(root);
        //用来判断当前的层数是否为奇数层，初始化在第0层，为偶数层
        boolean isOddNumber=false;
        //遍历队列，直到队列为空，说明访问了二叉树中所有的节点
        while(!queue.isEmpty()){
            //用来记录queue的长度，即每层节点的个数
            int size=queue.size();
            //奇偶层总是交替出现的
            //通过取反操作,判断当前的层数是否为奇偶层
            //由于 isOddNumber初始化为 false，所以第一次进来这个while 循环取反后为 true，符合第一层是奇数层的定义
            isOddNumber=!isOddNumber;

            //生成一个双端队列temp，用来保存每一层节点，保存成功后添加到res中
            LinkedList<Integer> temp=new LinkedList<>();

            //使用for循环。将queue中的元素按照规则添加的temp中
            for(int i=0;i<size;i++){
                //从queue中取出一个节点
                TreeNode node=queue.poll();
                if(isOddNumber){
                    //如果是奇数层，那么按顺序添加到双端队列的尾部
                    temp.addLast(node.val);
                }else {
                    //如果是偶数层，那么按顺序添加到双端队列的头部
                    temp.addFirst(node.val);
                }

                //判断当前节点的左子节点是否有值，如果有，则添加到queue 中
                if(node.left!=null){
                    queue.add(node.left);
                }
                //判断当前节点的右子节点是否有值，如果有，则添加到queue 中
                if(node.right!=null){
                    queue.add(node.right);
                }
            }
            //把存放了每一层元素的数组temp 添加到res中
            res.add(temp);
        }
        //返回res
        return res;
    }
}