文章目录
1. 题目来源
链接：I. 从上到下打印二叉树
来源：LeetCode——《剑指-Offer》专项
链接：II. 从上到下打印二叉树 II
来源：LeetCode——《剑指-Offer》专项
链接：III. 从上到下打印二叉树 III
来源：LeetCode——《剑指-Offer》专项
2. 题目说明
提示：
节点总数 <= 1000
3. 题目解析
问题一：I. 从上到下打印二叉树
方法一：辅助队列+层序遍历+常规解法
很明显的二叉树的层序遍历，采用辅助队列。首先头结点入队，开始 while 循环，再清空队列元素，队首元素出队时将其左右孩子入队，并将该元素 push_back 至 vector 中。当队列为空时循环终止，即二叉树所有节点遍历完毕。
参见代码如下：
// 执行用时 :4 ms, 在所有 C++ 提交中击败了87.08%的用户
// 内存消耗 :14.5 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户
/**
* Definition for a binary tree node.
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
vector<int> levelOrder(TreeNode* root) {
vector<int> vt;
if (root == nullptr) return vt;
queue<TreeNode*> q;
TreeNode* cur;
q.push(root);
while (!q.empty()) {
for (int i = 0; i < q.size(); ++i) {
cur = q.front();
vt.push_back(cur->val);
q.pop();
if (cur->left) q.push(cur->left);
if (cur->right) q.push(cur->right);
}
}
return vt;
}
};
问题二：II. 从上到下打印二叉树 II
方法一：辅助队列+层序遍历+常规解法
这个问题和问题一本质都是二叉树的层序遍历，只是对结果的输出形式有所变化，这个问题需要返回 vector<vector<int>> ，即将每一层的二叉树数据放进一个 vector<int> 中，再将其作为二维 vector 的元素添加进去就行了。在代码上稍改动即可。改动位置已在代码里标出。
参见代码如下：
// 执行用时 :4 ms, 在所有 C++ 提交中击败了90.01%的用户
// 内存消耗 :15.1 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户
/**
* Definition for a binary tree node.
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
vector<vector<int>> res;
if (!root) return res;
vector<int> vt;
queue<TreeNode*> q;
TreeNode* cur;
int len = 1;
q.push(root);
while (!q.empty()) {
for (int i = 0; i < len; ++i) {
cur = q.front();
vt.push_back(cur -> val);
q.pop();
if (cur->left) q.push(cur -> left);
if (cur->right) q.push(cur->right);
}
res.push_back(vt); // 改动点
vt.clear(); // 改动点
len = q.size();
}
return res;
}
};
问题三：III. 从上到下打印二叉树 III
方法一：辅助队列+层序遍历+标志奇偶层+常规解法
层序遍历的变种，能够很明显的发现：设二叉树根节点为第 1 层的话，凡是偶数层的层序序列均与原来的序列相反。在此仅需做一个标志即可，对偶数层的 vector 层序序列做 reverse() 即可。
参见代码如下：
// 执行用时 :4 ms, 在所有 C++ 提交中击败了86.05%的用户
// 内存消耗 :15.1 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户
/**
* Definition for a binary tree node.
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
vector<vector<int>> res;
if (!root) return res;
vector<int> vt;
queue<TreeNode*> q;
TreeNode* cur;
int len = 1, cnt = 1;
q.push(root);
while (!q.empty()) {
for (int i = 0; i < len; ++i) {
cur = q.front();
vt.push_back(cur -> val);
q.pop();
if (cur->left) q.push(cur -> left);
if (cur->right) q.push(cur->right);
}
if (cnt % 2 == 0) reverse(vt.begin(), vt.end()); // 注意点
res.push_back(vt);
vt.clear();
len = q.size();
++cnt;
}
return res;
}
};
方法二：辅助双栈+层序遍历+常规解法
本题方法一当遇到海量数据的时候，reverse() 的操作较慢，并且也没啥技术含量。在此给出《剑指-Offer》中的 辅助双栈 的解法：
- 首先建立两个辅助栈，
s1、s2 - 现将二叉树根节点入栈
s1，我们设根节点为第一层 -
s1内根节点出栈，此时需要将第二层（偶数层）的数据入栈s2，其入栈方式是 先左孩子再右孩子，这样能保证出栈顺序是同层从右到左的。直至栈s1为空 -
s2内元素顺序出栈，此时需要将第三层（奇数层）的数据入栈s1，其入栈方式是 先右孩子再左孩子，这样能保证出栈顺序是同层从左到右的。直至栈s2为空 - 就这样来回倒，直至栈
s1与s2均为空，结束
所以逆序还是要想到 栈 的巧妙使用啊。
参见代码如下：
// 执行用时 :16 ms, 在所有 C++ 提交中击败了6.88%的用户
// 内存消耗 :15.1 MB, 在所有 C++ 提交中击败了100.00%的用户
/**
* Definition for a binary tree node.
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
vector<vector<int>> res;
vector<int> vt;
if (root == nullptr) return res;
int len = 1;
stack<TreeNode*> s1, s2;
s2.push(root);
while (!s1.empty() or !s2.empty()) {
while (!s2.empty()) {
TreeNode* tmp = s2.top();
vt.push_back(tmp->val);
s2.pop();
if (tmp->left) s1.push(tmp->left);
if (tmp->right) s1.push(tmp->right);
}
if (vt.size()) res.push_back(vt);
vt.clear();
while (!s1.empty()) {
TreeNode* tmp = s1.top();
vt.push_back(tmp->val);
s1.pop();
if (tmp->right) s2.push(tmp->right);
if (tmp->left) s2.push(tmp->left);
}
if (vt.size()) res.push_back(vt);
vt.clear();
}
return res;
}
};