剑指offer：序列化二叉树

Posted 2020-11-29 le-le

题意描述

请实现两个函数，分别用来序列化和反序列化二叉树

二叉树的序列化是指：把一棵二叉树按照某种遍历方式的结果以某种格式保存为字符串，从而使得内存中建立起来的二叉树可以持久保存。序列化可以基于先序、中序、后序、层序的二叉树遍历方式来进行修改，序列化的结果是一个字符串，序列化时通过 某种符号表示空节点（#），以 ！ 表示一个结点值的结束（value!）。

二叉树的反序列化是指：根据某种遍历顺序得到的序列化字符串结果str，重构二叉树。

例如，我们可以把一个只有根节点为1的二叉树序列化为"1,"，然后通过自己的函数来解析回这个二叉树

解题思路

一、思路一

• 序列化

  • 利用先序遍历的思想，每遍历一个节点，将节点值追加在一个StringBuilder字符串中。
  • 如果遇到空节点，使用‘#’字符替代，否则的话先向左递归，再向右递归。

• 反序列化

  • 使用index记录当前反序列化的节点位置。使用node记录当前反序列化的节点
  • 使用split（）分割出字符串中的“！”，返回一个字符串数组。
  • 如果数组中index位置的索引值不为“#”，则创建新节点赋值给node，再向下递归。

    public class Solution {
        private int index = -1;
        //序列化
        String Serialize(TreeNode root) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            if(root == null){	//当前节点为null
                sb.append("#!");
                return sb.toString();
            }
            sb.append(root.val+"!");
            sb.append(Serialize(root.left));
            sb.append(Serialize(root.right));
            return sb.toString();
      }
        //反序列化
        TreeNode Deserialize(String str) {
           index ++;
            String[] arr = str.split("!");	//分割出“！”，返回字符串数组
            TreeNode node = null;
            if(!arr[index].equals("#")){
                node = new TreeNode(Integer.valueOf(arr[index]));
                node.left = Deserialize(str);
                node.right = Deserialize(str);
            }
            return node;
      }
    }

二、思路二

• 序列化

  • 利用Queue层序遍历二叉树，使用StringBuilder保存节点

• 反序列化

  • 将str字符串分割“！”后返回String数组
  • 将数组中的节点值创建节点，添加到新的TreeNode数组中。
  • 将TreeNode数组中的节点连接。

    import java.util.*;
    public class Solution {
        String Serialize(TreeNode root) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
            if(root != null) queue.add(root);
            //层序遍历二叉树
            while(!queue.isEmpty()){
                TreeNode node = queue.poll();
                if(node != null){	//节点不为空
                    queue.add(node.left);
                    queue.add(node.right);
                    sb.append(node.val+"!");
                }else{	//节点为空
                    sb.append("#!");
                }
            }
            return sb.toString(); 
      }
        TreeNode Deserialize(String str) {
            TreeNode head = null;
           if(str == null || str.length() == 0) return head;
            String[] arr = st.split("!");	//分割“！”
            TreeNode[] nodes = new TreeNode[arr.length];
            //使用val创建节点，添加到TreeNode数组
            for(int i=0;i<arr.length;i++){
                if(!arr[i].equals("#")){
                    nodes[i] = new TreeNode(Integer.valueOf(arr[i]));
                }
            }
            //将TreeNode数组中的节点连接
            for(int i=0, j=1; j<nodes.length; i++){
                if(nodes[i] != null){
                    nodes[i].left = nodes[j++];
                    nodes[i].right = nodes[j++];
                }
            }
            return nodes[0];	//返回根节点
      }
    }