Java 一文详解二叉树的层序遍历

1 前言

在之前的文章《树的前中后序递归遍历》 和 《二叉树的统一迭代方法》 我们已经讲解了二叉树的前中后序的递归和迭代遍历方式。然而二叉树的前中后序遍历都是通过先深度搜索。有时候我们需要进行层间搜索。这样前中后序的遍历的缺点就显露出来了。

2 实现

以上图为例

因为是层序遍历，我们需要思考假如我们有节点1，可以通过其左右子节点获得节点2和节点3，但是我们要保证节点2要比节点3先遍历。因此我们需要借助队列。

• 首先，我们使用队列，将节点1装入其中。此时队列长度为1。
• 然后循环遍历一次，将其左右子节点装入队列，此时队列长度为2。
• 因此我们可以循环遍历2次，将左节点2的子节点装入队列，然后将右节点3的子节点装入队列，此时队列长度为4。
• 直到队列为空为止。

代码实现：

package cn.msf.tree;
 
import java.util.ArrayDeque;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Deque;
import java.util.List;
 
/**
 * @author : msf
 * @date : 2022/12/5
 */
public class LevelTraversal {
 
    public static void main(String[] args) {
        TreeNode root = new TreeNode(1);
        TreeNode node1 = new TreeNode(2);
        TreeNode node2 = new TreeNode(3);
        TreeNode node3 = new TreeNode(4);
        TreeNode node4 = new TreeNode(5);
        TreeNode node5 = new TreeNode(6);
        TreeNode node6 = new TreeNode(7);
 
        root.left = node1;
        root.right = node2;
        node1.left = node3;
        node1.right = node4;
        node2.left = node5;
        node2.right = node6;
        LevelTraversal levelTraversal = new LevelTraversal();
        List> result = levelTraversal.levelPrint(root);
        for (ArrayList arrayList : result) {
            System.out.println(arrayList);
        }
    }
 
    private List> levelPrint(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        List> result = new ArrayList<>();
        Deque queue = new ArrayDeque<>();
        queue.push(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            ArrayList path = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode node = queue.pop();
                path.add(node.value);
                if (node.left != null) {
                    queue.add(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.add(node.right);
                }
            }
            result.add(path);
        }
        return result;
    }
}

上述代码执行结果：