LeetCode297-二叉树的序列化与反序列化：输入一棵二叉树的根节点 root，要求你实现一个类，用serialize方法将二叉树序列化成字符串，用deserialize方法将序列化的字符串反序列化成二叉树

 

前序遍历

前序遍历伪代码：

void prevorderTraverse(TreeNode* root) 
{
    if (root == NULL) 
        return;

    // 前序遍历代码

    prevorderTraverse(root->left);//递归左子树
    prevorderTraverse(root->right);//递归右子树
}    

　　

class Codec {
public:
    int index=0;

    //序列化
    string serialize(TreeNode* root) 
    {
        string str;
        PreOrderTraverse(root,str);//前序遍历
        return str;
    }

    //前序遍历
    //将二叉树序列化为字符串，val之间用,隔开
    //空节点用#表示
    void PreOrderTraverse(TreeNode* root,string& str)
    {
        if(!root)
        {
            str+="#,";
            return;
        }

        str=str+to_string(root->val)+",";//整型转换为字符串

        PreOrderTraverse(root->left,str);//遍历左子树
        PreOrderTraverse(root->right,str);//遍历右子树
    }


    //反序列化
    TreeNode* deserialize(string str) 
    {
        vector<string> vec;
        split(str,vec);//按,进行字符串切分
        return createTree(vec);//创建二叉树
    }

    //根据前序遍历结果创建一棵二叉树
    TreeNode* createTree(vector<string> vec)
    {
        if(index==vec.size())
            return NULL;

        TreeNode* root=NULL;
        string str=vec[index++];

        if (str != "#")
        {
            int val=atoi(str.c_str());//字符串转为整型
            root = new TreeNode(val);

            root->left = createTree(vec);//创建左子树
            root->right = createTree(vec);//创建右子树
        }

        return root;
    }

    //切分字符串
    void split(string str,vector<string>& vec)
    {
        int nPos = str.find( "," );
        string strTmp;

        while( nPos > 0 )
        {
            strTmp = str.substr( 0, nPos );//字串
            vec.push_back( strTmp );
                            
            str.erase( 0, nPos+1 );//删除子串
            nPos = str.find( "," );
        }

        return;
    }
};

　　

中序遍历

中序遍历伪代码：

void inorderTraverse(TreeNode* root) 
{
    if (root == NULL) 
        return;

    inorderTraverse(root->left);//递归左子树

    // 中序遍历代码

    inorderTraverse(root->right);//递归右子树
}    

 

//中序遍历
//扩展的中序遍历结果不能唯一确定一棵二叉树
//        1          2
//       /          / \
//      2          3   1
//     /
//    3
//扩展的中序遍历均为#3#2#1#

 

后序遍历

后序遍历伪代码：

void postorderTraverse(TreeNode* root) 
{
    if (root == NULL) 
        return;

    postorderTraverse(root->left);//递归左子树
    postorderTraverse(root->right);//递归右子树

    // 后序遍历代码
}    

 

//后序遍历
class Codec 
{
public:
    int index=0;

    //序列化
    string serialize(TreeNode* root) 
    {
        string str;
        PostOrderTraverse(str,root);//后序遍历
        return str;
    }

    //后序遍历
    void PostOrderTraverse(string& str,TreeNode* root)
    {
        if(!root)
        {
            str+="#,";
            return;
        }

        PostOrderTraverse(str,root->left);//遍历左子树
        PostOrderTraverse(str,root->right);//遍历右子树
        str=str+to_string(root->val)+",";
    }


    //反序列化
    TreeNode* deserialize(string str) 
    {
        vector<string> vec;
        split(vec,str);
        index=vec.size()-1;
        return CreateTree(vec);
    }

    //根据扩展的后序遍历结果创建二叉树
    //后序遍历的特点：生成树的字符串的最后一个字符，代表的就是它的根结点，倒数第二个就是它的右孩子
    //从字符串后面开始推，按照根结点 -> 右结点 ->左节点 的顺序就能通过递归构造出一棵二叉树了
    TreeNode* CreateTree(vector<string> vec)
    {
        if(index<0)
            return NULL;

        TreeNode* root=NULL;
        string str=vec[index--];

        if(str!="#")
        {
            int val=atoi(str.c_str());
            root=new TreeNode(val);
            root->right=CreateTree(vec);//创建右子树
            root->left=CreateTree(vec);//创建左子树
        }

        return root;
    }

    //切分字符串
    void split(vector<string>& vec,string str)
    {
        int pos=str.find(",");
        string strTemp;

        while(pos>0)
        {
            strTemp=str.substr(0,pos);
            vec.push_back(strTemp);
            str.erase(0,pos+1);
            pos=str.find(",");
        }

        return;
    }
};

 

层序遍历

层序遍历伪代码：

void traverse(TreeNode* root) 
{
    if (root == NULL) 
        return;

    // 初始化队列，将 root 加入队列
    queue<TreeNode*> queue;
    queue.push(root);

    while (!q.empty()) 
    {
        TreeNode* cur = queue.pop();

        //层级遍历代码

        if (cur->left != NULL) 
            q.push(cur.left);
        
        if (cur->right != NULL) 
            q.push(cur.right);
    }
}

 

//层序遍历,只适用于完全二叉树
class Codec 
{
public:

    //序列化
    string serialize(TreeNode* root) 
    {
        string str;
        LevelOrderTraverse(str,root);//层序遍历
        cout<<str<<endl;
        return str;
    }

    void LevelOrderTraverse(string& str,TreeNode* root)
    {
        if(!root)
            return;

        queue<TreeNode*> que;
        que.push(root);

        while(!que.empty())
        {
            TreeNode* current=que.front();
            que.pop();
            str=str+to_string(current->val)+",";

            if(current->left!=NULL)
                que.push(current->left);

            if(current->right!=NULL)
                que.push(current->right);
        }
    }

    //反序列化
    TreeNode* deserialize(string str) 
    {
        vector<string> vec;
        split(vec,str);
        int index=0;
        return CreateTree(vec,index);
    }

    //根据扩展的层序遍历结果创建二叉树
    TreeNode* CreateTree(vector<string> vec,int index)
    {
        if(index>=vec.size())
            return NULL;

        TreeNode* root=NULL;
        string str=vec[index];

        int val=atoi(str.c_str());
        root=new TreeNode(val);

        root->left=CreateTree(vec,2*index+1);
        root->right=CreateTree(vec,2*index+2);

        return root;
    }

    //切分字符串
    void split(vector<string>& vec,string str)
    {
        int pos=str.find(",");
        string strTemp;

        while(pos>0)
        {
            strTemp=str.substr(0,pos);
            vec.push_back(strTemp);
            str.erase(0,pos+1);
            pos=str.find(",");
        }

        return;
    }
};