leetcode hot 100-剑指 Offer 37. 序列化二叉树

剑指 Offer 37. 序列化二叉树

题目描述

请实现两个函数，分别用来序列化和反序列化二叉树。

示例: 

思路一：

序列化的过程是把一棵树转化成一个字符串，而且要去除末尾连续的“null"。二叉树在字符串中的状态就是层序遍历二叉树的序列，但是因为需要去除字符串末尾的值为 “null” 连续字符串，必须先把所有的序列用linkedList存下来，遍历完成后去除 list 中末尾的连续“null", 最后把 list 输出即可

反序列化的过程就是把一个层序遍历的序列转换成一个棵树，所以将输入字符去除首尾的括号后按照“， ”分割为字符串数组，按照层序遍历建树即可。每次从队列中取出一个结点，再从数组中取出两个值作为该结点的左右孩子结点，然后将左右孩子结点入队。

public class Codec {

    // Encodes a tree to a single string.
    public String serialize(TreeNode root) {
        // 层序遍历打印树
        if(root == null){
            return "[]";
        }

        LinkedList<String> list = new LinkedList<>();
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            TreeNode node = queue.poll();
            String val = (node == null ? "null" : String.valueOf(node.val));
            list.addLast(val);
            if(node != null){
                queue.offer(node.left);
                queue.offer(node.right);
            }
        }

        // 去除末尾的连续的“null”
        int index = list.size() - 1;
        for(; index >= 0; index--){
            if(list.getLast().equals("null")){
                list.removeLast();
            }
        }

        return list.toString();
    }

    // Decodes your encoded data to tree.
    public TreeNode deserialize(String data) {
        if(data == null || data.equals("[]")){
            return null;
        }
        // 分割字符串
        String[] nodes = data.substring(1, data.length()-1).split(", ");
        // 层序遍历建树
        TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(nodes[0]));
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        int i = 0;
        int len = nodes.length;
        while(!queue.isEmpty()){
            TreeNode node = queue.poll();
            if(i + 1 < len && !"null".equals(nodes[i + 1])){
                node.left = new TreeNode(Integer.parseInt(nodes[i + 1]));
                queue.offer(node.left);
            }
            if(i + 2 < len && !"null".equals(nodes[i + 2])){
                node.right = new TreeNode(Integer.parseInt(nodes[i + 2]));
                queue.offer(node.right);
            }
            i += 2;
        }
        return root;
    }
}

leetcode 执行用时：32 ms > 16.13%, 内存消耗：40.8 MB > 62.20%

复杂度分析：

时间复杂度：

serialize() 方法：O(n)。遍历所有树的所有结点时间花费为O(n)，后面遍历list 删除连续 “null” 的时间花费也是O(n), 所以最终的时间复杂度为O(n)。

deserialize() 方法：O(n)。层序遍历建树的过程中遍历了nodes[]数组，nodes[]数组的大小就是树的结点个数，所以该方法的时间复杂度为O(n)。

空间复杂度：

serialize() 方法：O(n)。其中包含了队列的开销和 list 集合的开销，list集合因为需要存下所有结点，所以花费的空间为O(n), 队列只需要存储一层的结点，所以复杂度最大为O(n/2), 所以该方法的空间复杂度为O(n)。

deserialize() 方法：O(n)。同样需要一个数组把所有的结点先存储下来，这个开销是O(n), 队列的开销也是O(n/2), 所以这个方法的空间复杂度也为O(n)。