[JavaScript 刷题] 树 - 二叉树的序列化与反序列化, leetcode 297

Posted 2022-07-14 GoldenaArcher

[javascript 刷题] 树 - 二叉树的序列化与反序列化, leetcode 297

github repo 地址: https://github.com/GoldenaArcher/js_leetcode，Github 的目录 大概 会更新的更勤快一些。

题目地址：297. Serialize and Deserialize Binary Tree

题目

如下：

Serialization is the process of converting a data structure or object into a sequence of bits so that it can be stored in a file or memory buffer, or transmitted across a network connection link to be reconstructed later in the same or another computer environment.

Design an algorithm to serialize and deserialize a binary tree. There is no restriction on how your serialization/deserialization algorithm should work. You just need to ensure that a binary tree can be serialized to a string and this string can be deserialized to the original tree structure.

Clarification: The input/output format is the same as how LeetCode serializes a binary tree. You do not necessarily need to follow this format, so please be creative and come up with different approaches yourself.

解题思路

是一个序列化和反序列化的操作，题目中要求始说：

You just need to ensure that a binary tree can be serialized to a string and this string can be deserialized to the original tree structure.

即，二叉树需要被序列化成字符串，同时也要能被反序列化出来。不过 leetcode 好像没怎么测试中间的实现是通过字符串还是通过数组完成的……

总体上来说就是两个大方向，DFS+前序遍历 和 BFS+层级遍历 的方式去解决。不了解四种遍历方式的可以参考 二叉树先序、中序、后序及层次四种遍历。

下面的案例用的都是题目中的图：

BFS

• 序列化过程

  使用 queue 解决问题，另外使用一个数组保存遍历的值。开始时将根节点推入 queue 中，queue 为：[1]，res 的值为 []。

  当扫描第一层时，进行 dequeue 操作后将 [1] 的左右子树推入 queue 中，queue 为：[2, 3]，res 的值为 [1]。

  同样进行 dequeue 操作后，这一层会有两个结点：2 和 3。2 的左右子树均为空，不过还是需要将它的左右子树推入 queue 中。queue 为：[null, null, 4, 5]，res 的值为 [1, 2, 3]。

  这一层在 dequeue 后所获得的值包含两个 null，如果是 null 的话就跳过，继续进行下一步的处理。queue 为 4 个 null 值，res 的值为 [1, 2, 3, null, null, 4, 5]。

  最后一步则是重复步骤，将最后几个 null 推入 res 中。最终 res 的值为：[1, 2, 3, null, null, 4, 5, null, null, null, null]，最终将其输出为字符串即可。

• 反序列化过程

  反序列化过程与序列化过程一致，第一个值为 root(1)，随后就是每一层推进。

  1 的左右结点为 2 和 3，第二层推进完毕。

  2 的子节点为空，空结点不推入 queue 中，随后处理 3，如此按顺进行即可。

DFS

前序遍历所要做的就是一直将当前结点进行输出，随后将所有左子树进行输出，再将所有右子树进行输出，题目则是可以查看 leetcode 144. Binary Tree Preorder Traversal。

该题使用递归完成较为简单，直接查看代码食用比较便于理解。

使用 JavaScript 解题

BFS 解法

var serialize = function (root) 
  const reserialize = (root, res) => 
    if (!root) return res.push(null);

    res.push(root.val);
    reserialize(root.left, res);
    reserialize(root.right, res);
  ;

  const res = [];

  reserialize(root, res);

  return res.join(",");
;

var deserialize = function (data) 
  const list = data.split(",");

  const redeserialize = (list) => 
    if (!list.length || list[0] === "") 
      list.shift();
      return null;
    

    const root = new TreeNode(list.shift());
    root.left = redeserialize(list);
    root.right = redeserialize(list);

    return root;
  ;

  return redeserialize(list);
;

DFS 解法

基本上就是完全套用 144 题的解决方案，总体来说，使用递归的代码会简单很多，但是需要考虑是否会碰到 stack overflow 的问题。

var serialize = function (root) 
  const reserialize = (root, res) => 
    if (!root) return res.push(null);

    res.push(root.val);
    reserialize(root.left, res);
    reserialize(root.right, res);
  ;

  const res = [];

  reserialize(root, res);

  return res.join(",");
;

var deserialize = function (data) 
  const list = data.split(",");

  const redeserialize = (list) => 
    if (!list.length || list[0] === "") 
      list.shift();
      return null;
    

    const root = new TreeNode(list.shift());
    root.left = redeserialize(list);
    root.right = redeserialize(list);

    return root;
  ;

  return redeserialize(list);
;