二叉树的层次遍历

定义

将二叉树按层打印，每层从左到右

思路

利用队列（Queue）先进先出特性，将本层出队列，下一层入队列

步骤

示例：二叉树每层用一个List来表示

例子

（第一回合）

1. 先将根节点root入队，此时队列只有3，长度为1
2. 将3出队并放入第一层List，判断3的left,right是否为空，不为空就按顺序从左到右入队。
3. 第一层为[3]

（第二回合）

1. 此时Queue长度为2，将Queue前两个节点出队
2. 9出队，放入第二层List，然后判断9的左右节点，如同（第一回合）的步骤2，没有便不需要入队
3. 20出队，放入第二层List，然后将它的left15,right7入队。
4. 此时第二层为[9,20]，且当前Queue为[15,17]，为下一回合做准备

（第三回合）

1. 此时Queue长度为2，将前2个节点出队
2. 出队时发现两个节点都没有子节点，故本轮结束第三层为[15,7]，Queue为空

Queue为空，结束。最后结果
[
[3],
[9,20],
[15,7]
]

核心思想

先将根节点放入，然后便开始操作，每次出队数量为上回合结束时的队列长度，
每出队一个节点，就将该节点的子节点入队为下回合做准备。这样直到Queue为空，遍历完毕。

代码展示

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        if(root == null) return new ArrayList<>();
        
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        queue.offer(root);//首先将根节点root入队

        while (!queue.isEmpty()){//Queue不为空则循环
            
            List<Integer> node = new ArrayList<>();//代表每一层
            int length = queue.size();//上一回合的Queue长度
            
            while (length > 0){
                TreeNode tree = queue.poll();
                if(tree.left != null){
                    queue.offer(tree.left);
                }
                if(tree.right != null){
                    queue.offer(tree.right);
                }
                node.add(tree.val);
                length --;
                
            }
            
            //循环结束后，得到的Queue为下一层做准备，node为本层遍历结果          
            result.add(node);

        }
        
        return result;

    }
}