李洪强iOS经典面试题35-按层遍历二叉树的节点

问题

给你一棵二叉树,请按层输出其的节点值,即:按从上到下,从左到右的顺序。

例如,如果给你如下一棵二叉树:

    3
  / \
 9  20
   /  \
  15   7

输出结果应该是:

[
 [3],
 [9,20],
 [15,7]
]

代码模版

本题的 Swift 代码模版如下:

private class TreeNode {
   public var val: Int
   public var left: TreeNode?
   public var right: TreeNode?
   public init(_ val: Int) {
       self.val = val
       self.left = nil
       self.right = nil
   }
} class Solution {
   func levelOrder(_ root: TreeNode?) -> [[Int]] {    }
}

解答

本题出自 LeetCode 第 102 题,是一个典型的有关遍历的题目。为了按层遍历,我们需要使用「队列」,来将每一层的节点先保存下来,然后再依次处理。

因为我们不但需要按层来遍历,还需要按层来输出结果,所以我在代码中使用了两个队列,分别名为 level 和 nextLevel,用于保存不同层的节点。

最终,整个算法逻辑是:

  1. 判断输入参数是否是为空。
  2. 将根节点加入到队列 level 中。
  3. 如果 level 不为空,则:
    3.1 将 level 加入到结果 ans 中。
    3.2 遍历 level 的左子节点和右子节点,将其加入到 nextLevel 中。
    3.3 将 nextLevel 赋值给 level,重复第 3 步的判断。
  4. 将 ans 中的节点换成节点的值,返回结果。

因为我们是用 Swift 来实现代码,所以我使用了一些 Swift 语言的特性。例如:队列中我们保存的是节点的数据结构,但是最终输出的时候,我们需要输出的是值,在代码中,我使用了 Swift 的函数式的链式调用,将嵌套数组中的元素类型做了一次变换,如下所示:

let ans = result.map { $0.map { $0.val }}

另外,我们也使用了 Swift 特有的 guard 关键字,来处理参数的特殊情况。

完整的参考代码如下:

//
//  Binary Tree Level Order Traversal.swift
//
//  Created by Tang Qiao.
// import Foundation private class TreeNode {
   public var val: Int
   public var left: TreeNode?
   public var right: TreeNode?
   public init(_ val: Int) {
       self.val = val
       self.left = nil
       self.right = nil
   }
} private class Solution {
   func levelOrder(_ root: TreeNode?) -> [[Int]] {
       guard let root = root else {
           return []
       }
       var result = [[TreeNode]]()
       var level = [TreeNode]()        level.append(root)
       while level.count != 0 {
           result.append(level)
           var nextLevel = [TreeNode]()
           for node in level {
               if let leftNode = node.left {
                   nextLevel.append(leftNode)
               }
               if let rightNode = node.right {
                   nextLevel.append(rightNode)
               }
           }
           level = nextLevel
       }        let ans = result.map { $0.map { $0.val }}
       return ans
   }
}

微信中排版代码非常不便,所以上述代码也可以从我的 Gist 中找到:https://gist.github.com/tangqiaoboy/a7d24ac5ca266d650aaa91615f39ffae

完成这道题的同学,可以试着练习一下 LeetCode 的第 107 题,看看能不能只改动一行代码,就把 107 题也解决掉。

欢迎大家把自己的代码也放到 gist 上回复给我,Objective-C 或 Swift 的都行。

玩得开心!

 

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