剑指offer——把二叉树打印成多行

Posted 2020-12-23 shengguilv

继续练习二叉树，原题目链接：把二叉树打印成多行。

题目描述：

从上到下按层打印二叉树，同一层结点从左至右输出。每一层输出一行。

解题思路：

从上到下打印，从左到右输出；实质是要考察二叉树的遍历，不同于三种常用的遍历。

首先从根节点开始遍历；遍历到每个结点，就把该结点的左右结点一起存起来；由于需要返回的是一个列表，所以可以将打印输出改为存放到列表。

对于结点，可以使用队列进行存储，每遍历到一个结点，就把其左右子结点存入队列末尾；将队首结点的值打印，然后从队列取出该结点。

具体操作如下：

 

 

对该树的打印过程：

 参考了博文：从上往下打印二叉树（Java）。

实现代码如下：

 注意：

使用队列的时候，不能直接new Queue；因为Queue是一个抽象类，而LinkedList类实现了Queue接口，因此我们可以把LinkedList当成Queue来用。

另外add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常；所以一般使用offer()来加入元素，使用poll()来获取并移出元素。

参考了博文：Queue：poll、offer、element、peek。

 1     ArrayList<Integer> Print(TreeNode pRoot){
 2         //新建一个存放树的值的集合
 3         ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
 4         if(pRoot == null){  //当树为空时，应该返回空，而不是null
 5             return list;
 6         }
 7 
 8         //建立队列存放树结点
 9         Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
10         queue.offer(pRoot);
11         while(!queue.isEmpty()){
12             //每次需要将队首的结点值存在list中，然后去除该结点
13             TreeNode node = queue.poll();
14             list.add(node.val);
15             //每次将移除结点的左右节点加入队列
16              if(node.left != null){
17                  queue.offer(node.left);
18              }
19              if(node.right != null){
20                  queue.offer(node.right);
21              }
22         }
23         return list;
24     }

 

以上确实能够将二叉树按行进行打印，最终输出一行；但是，题目要求的最终输出并不是一行，而是多行；所以需要确定何时进行分行；按照上面的思路，是每次都把下一层的结点往后面加；若要分行，那便可以在添加下层结点之前先判断一下本层有多少个结点；当本层的结点都出队之后，打印一个换行即可；本题中则是再新建一个集合即可。

实现代码如下：

 1     ArrayList<ArrayList<Integer> > Print(TreeNode pRoot) {
 2         //新建一个存放树的值的集合，分行存储
 3         ArrayList<ArrayList<Integer>> list = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
 4         if(pRoot == null){  //当树为空时，应该返回空，而不是null
 5             return list;
 6         }
 7         //建立队列存放树结点
 8         Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
 9         queue.offer(pRoot);
10         while(!queue.isEmpty()){
11             //判断当前层结点的个数
12             int num = queue.size();
13             TreeNode node;
14             // 为每层结点定义一个结合
15             ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
16             while(num > 0){
17                 //每次需要将队首的结点值存在arrayList集合中，然后去除该结点
18                 node = queue.poll();
19                 num--;
20                 arrayList.add(node.val);
21                 //每次将移除结点的左右节点加入队列
22                 if(node.left != null){
23                     queue.offer(node.left);
24                 }
25                 if(node.right != null){
26                     queue.offer(node.right);
27                 }
28             }
29             //将该层结点值的集合加入list中
30             list.add(arrayList);
31         }
32         return list;
33     }

此代码已通过测试。