链表--102. 二叉树的层序遍历/medium 理解度C

1、题目

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

• 树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
• -1000 <= Node.val <= 1000

2、题目分析

3、复杂度最优解代码示例

    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
   
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();

        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        if (root != null) {
   
            queue.add(root);
        }
        while (!queue.isEmpty()) {
   
            // 遍历二叉树的每一层
            int n = queue.size();
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < n; i++) {
   
                // 遍历每层的所有节点
                TreeNode node = queue.poll();
                level.add(node.val);
                if (node.left != null) {
   
                    queue.add(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
   
                    queue.add(node.right);
                }
            }
            res.add(level);
        }

        return res;
    }

4、适用场景

二叉树的层序，以下是一些具体的适用场景：

1. 广度优先搜索（BFS）：层序遍历是实现BFS的一种方式，它能够按照从上到下、从左到右的顺序访问树中的每个节点。这种遍历方法适用于需要在树的每层上进行操作的情况。
2. 二叉树的层次序列化：在计算机科学中，二叉树的层序遍历可以用于二叉树的层次序列化，即将二叉树的结构转换为字符串形式，以便于存储和传输。
3. 完全二叉树的操作：对于完全二叉树或完美二叉树，层序遍历可以帮助我们理解树的结构，特别是在进行树的构建或者验证树的性质时非常有用。
4. 算法教学与学习：在数据结构的教学过程中，层序遍历是一个重要的概念，它有助于学生理解树结构的遍历方法。
5. 图的遍历：在图论中，层序遍历也可以应用于图的遍历，尤其是在处理无向图或网络流等问题时，可以用来逐层探索节点。