☆打卡算法☆LeetCode 103、二叉树的锯齿形层序遍历 算法解析

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大家好，我是小魔龙，Unity3D软件工程师，VR、AR，虚拟仿真方向，不定时更新软件开发技巧，生活感悟，觉得有用记得一键三连哦。

一、题目

1、算法题目

“给定二叉树的根节点，返回其节点值的锯齿形层序遍历。”

题目链接：

来源：力扣（LeetCode）

链接：103. 二叉树的锯齿形层序遍历 - 力扣（LeetCode） (leetcode-cn.com)

2、题目描述

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 锯齿形层序遍历 。（即先从左往右，再从右往左进行下一层遍历，以此类推，层与层之间交替进行）。

示例 1：
输入： root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出： [[3],[20,9],[15,7]]

示例 2：
输入： root = [1]
输出： [[1]]

二、解题

1、思路分析

我发现最近几天的题目都是二叉树，是让我们彻底搞懂二叉树嘛。。。

OK，言归正传，这道题是102题二叉树的层序遍历的变化而来，只是对最后的输出有所变化，要求我们按照锯尺层序遍历。也就是从左往右遍历树节点，然后再从右向左遍历树节点。

这道题依旧可以使用102题的思路，使用广度优先搜索算法，对树进行逐层遍历，用队列去维护当前层所有元素，当队列不为空的时候，求得队列长度，每次从队列汇总取出队列长度的元素进行下一次迭代。

为了解题，我们可以使用双端队列的数据结构来维护当前层节点值输出的顺序，双端队列是一个可以在队列任意一端插入元素的队列。

那么就可以这样：

• 如果从左向右遍历，将遍历的元素插入双端队列的尾部
• 如果从右向左遍历，将遍历的元素插入双端队列的首部

遍历结束，就得到了我们想要的数组答案了。

2、代码实现

代码参考：

class Solution {
    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> ans = new LinkedList<List<Integer>>();
        if (root == null) {
            return ans;
        }

        Queue<TreeNode> nodeQueue = new LinkedList<TreeNode>();
        nodeQueue.offer(root);
        boolean isOrderLeft = true;

        while (!nodeQueue.isEmpty()) {
            Deque<Integer> levelList = new LinkedList<Integer>();
            int size = nodeQueue.size();
            for (int i = 0; i < size; ++i) {
                TreeNode curNode = nodeQueue.poll();
                if (isOrderLeft) {
                    levelList.offerLast(curNode.val);
                } else {
                    levelList.offerFirst(curNode.val);
                }
                if (curNode.left != null) {
                    nodeQueue.offer(curNode.left);
                }
                if (curNode.right != null) {
                    nodeQueue.offer(curNode.right);
                }
            }
            ans.add(new LinkedList<Integer>(levelList));
            isOrderLeft = !isOrderLeft;
        }

        return ans;
    }
}

3、时间复杂度

时间复杂度 ： O(N)

其中N是二叉树的节点数，每个节点数都会被遍历一次。

空间复杂度： O(N)

需要维护存储节点的队列和存储节点值的双端队列，空间复杂度为O(N)。

三、总结

在广度优先搜索算法的基础上，区分每一层，就得到了层序遍历。

然后使用双端队列储存每个节点的值，遍历完成后，就得到了我们想要的答案了。