leetcode297.二叉树的序列化与反序列化

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题目描述：

序列化是将一个数据结构或者对象转换为连续的比特位的操作，进而可以将转换后的数据存储在一个文件或者内存中，同时也可以通过网络传输到另一个计算机环境，采取相反方式重构得到原数据。

请设计一个算法来实现二叉树的序列化与反序列化。这里不限定你的序列 / 反序列化算法执行逻辑，你只需要保证一个二叉树可以被序列化为一个字符串并且将这个字符串反序列化为原始的树结构。

示例: 

你可以将以下二叉树：

    1
   / \
  2   3
     / \
    4   5

序列化为 "[1,2,3,null,null,4,5]"
提示: 这与 LeetCode 目前使用的方式一致，详情请参阅 LeetCode 序列化二叉树的格式。你并非必须采取这种方式，你也可以采用其他的方法解决这个问题。

说明: 不要使用类的成员 / 全局 / 静态变量来存储状态，你的序列化和反序列化算法应该是无状态的。

题解1：先序遍历序列化与反序列化

按照什么样的方式进行序列化，就按照什么样的方式反序列化；例如有二叉树如下：

         1
      /     \
    2         3
  /   \      /  \
4      5   6      7

序列化的结果：null 用 “#”代替，每个节点之间使用“_”进行分割；那么对这棵二叉树先序遍历序列化的结果为：

"1_2_4_#_#_5_#_#_3_6_#_#_7_#_#_"

代码如下：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Codec {

    // Encodes a tree to a single string.
    public String serialize(TreeNode root) {
        if(root == null){
            return "#_";
        }
        String res = root.val + "_";
        res += serialize(root.left);
        res += serialize(root.right);
        return res;
    }

    // Decodes your encoded data to tree.
    public TreeNode deserialize(String data) {
        String[] strArr = data.split("_");
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        for(int i = 0;i < strArr.length;i++){
            queue.offer(strArr[i]);
        }
        return deserializeTreeByPreOrderProcess(queue);
    }

    private TreeNode deserializeTreeByPreOrderProcess(Queue<String> queue){
        String value = queue.poll();
        if(value.equals("#")){
            return null;
        }
        TreeNode head = new TreeNode(Integer.valueOf(value));
        head.left = deserializeTreeByPreOrderProcess(queue);
        head.right = deserializeTreeByPreOrderProcess(queue);
        return head;
    }
}

// Your Codec object will be instantiated and called as such:
// Codec codec = new Codec();
// codec.deserialize(codec.serialize(root));

代码执行结果：

题解2：层序遍历的序列化与反序列化

还是一个原理，按照什么样的方式去序列化，就按照什么样的方式去反序列化：
代码如下：

    public static String serializeTreeByLevel(Node head){
        if(head == null){
            return "#_";
        }
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(head);
        String res = head.value + "_";
        while(!queue.isEmpty()){
            head = queue.poll();
            if(head.left != null){
                res += head.left.value + "_";
                queue.offer(head.left);
            }else{
                res += "#_";
            }
            if(head.right != null){
                res += head.right.value + "_";
                queue.offer(head.right);
            }else{
                res += "#_";
            }
        }
        return res;
    }
    // 按层反序列化
    public static Node deserializeTreeByLevel(String str){
        String[] strArr = str.split("_");
        int index = 0;
        Node head = generateNodeByString(strArr[index++]);
        if(head == null){
            return null;
        }
        Queue<Node> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(head);
        Node node = null;
        while(!queue.isEmpty()){
            node = queue.poll();
            node.left = generateNodeByString(strArr[index++]);
            node.right = generateNodeByString(strArr[index++]);
            if(node.left != null){
                queue.offer(node.left);
            }
            if(node.right != null){
                queue.offer(node.right);
            }
        }
        return head;
    }
    public static Node generateNodeByString(String value){
        if(value.equals("#")){
            return null;
        }
        return new Node(Integer.valueOf(value));
    }

在我的文章二叉树基础题中，除了二叉树的序列化与反序列化问题，还有其他的二叉树高频考题，感兴趣的朋友不妨点进去看一看~