LintCode题解 | 领英面试真题：二叉树的层次遍历

【题目描述】

给出一棵二叉树，返回其节点值的层次遍历（逐层从左往右访问）

首个数据为根节点，后面接着是其左儿子和右儿子节点值，"#"表示不存在该子节点。
节点数量不超过20。

【题目样例】

样例 1:

输入：{1,2,3}
输出：[[1],[2,3]]
解释：
1
/
2 3
它将被序列化为{1,2,3}
层次遍历

样例 2:

输入：{1,#,2,3}
输出：[[1],[2],[3]]
解释：
1

2
/
3
它将被序列化为{1,#,2,3}
层次遍历

【评测与题解】

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/**
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*/ 

// version 1: BFS
public class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List result = new ArrayList();

        if (root == null) {
            return result;
        }

        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(root);

        while (!queue.isEmpty()) {
            ArrayList<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode head = queue.poll();
                level.add(head.val);
                if (head.left != null) {
                    queue.offer(head.left);
                }
                if (head.right != null) {
                    queue.offer(head.right);
                }
            }
            result.add(level);
        }

        return result;
    }
}


// version 2:  DFS
public class Solution {
    /**
     * @param root: The root of binary tree.
     * @return: Level order a list of lists of integer
     */
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> results = new ArrayList<List<Integer>>();
        
        if (root == null) {
            return results;
        }
        
        int maxLevel = 0;
        while (true) {
            List<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
            dfs(root, level, 0, maxLevel);
            if (level.size() == 0) {
                break;
            }
            
            results.add(level);
            maxLevel++;
        }
        
        return results;
    }
    
    private void dfs(TreeNode root,
                     List<Integer> level,
                     int curtLevel,
                     int maxLevel) {
        if (root == null || curtLevel > maxLevel) {
            return;
        }
        
        if (curtLevel == maxLevel) {
            level.add(root.val);
            return;
        }
        
        dfs(root.left, level, curtLevel + 1, maxLevel);
        dfs(root.right, level, curtLevel + 1, maxLevel);
    }
}


// version 3: BFS. two queues
public class Solution {
    /**
     * @param root: The root of binary tree.
     * @return: Level order a list of lists of integer
     */
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (root == null) {
            return result;
        }
        
        List<TreeNode> Q1 = new ArrayList<TreeNode>();
        List<TreeNode> Q2 = new ArrayList<TreeNode>();

        Q1.add(root);
        while (Q1.size() != 0) {
            List<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
            Q2.clear();
            for (int i = 0; i < Q1.size(); i++) {
                TreeNode node = Q1.get(i);
                level.add(node.val);
                if (node.left != null) {
                    Q2.add(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    Q2.add(node.right);
                }
            }
            
            // swap q1 and q2
            List<TreeNode> temp = Q1;
            Q1 = Q2;
            Q2 = temp;
            
            // add to result
            result.add(level);
        }
        
        return result;
    }
}

// version 4: BFS, queue with dummy node
public class Solution {
    /**
     * @param root: The root of binary tree.
     * @return: Level order a list of lists of integer
     */
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<List<Integer>>();
        if (root == null) {
            return result;
        }
        
        Queue<TreeNode> Q = new LinkedList<TreeNode>();
        Q.offer(root);
        Q.offer(null); // dummy node
        
        List<Integer> level = new ArrayList<Integer>();
        while (!Q.isEmpty()) {
            TreeNode node = Q.poll();
            if (node == null) {
                if (level.size() == 0) {
                    break;
                }
                result.add(level);
                level = new ArrayList<Integer>();
                Q.offer(null); // add a new dummy node
                continue;
            }
            
            level.add(node.val);
            if (node.left != null) {
                Q.offer(node.left);
            }
            if (node.right != null) {
                Q.offer(node.right);
            }
        }
        
        return result;
    }
}