树（层序遍历）：剑指 Offer 32 - I. 从上到下打印二叉树

题目描述：

从上到下打印出二叉树的每个节点，同一层的节点按照从左到右的顺序打印。

 

解题思路：
　　•题目要求的二叉树的 从上至下 打印（即按层打印），又称为二叉树的 广度优先搜索（BFS）。
　　•BFS 通常借助 队列 的先入先出特性来实现。

 

 

 

 

 

class Solution {
    public int[] levelOrder(TreeNode root) {
        if (root == null) // 空树则返回空数组
            return new int[0];
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<> (); // 借助一个队列，通过 BFS 实现按层遍历二叉树
        ArrayList<Integer> tmp =new ArrayList<> (); // 申请一个动态数组 ArrayList 动态添加节点值
        
        q.offer(root); // 根结点先入队
        while (q.size() != 0) {
            TreeNode node = q.poll(); // 取出当前队首元素
            tmp.add(node.val); 
            if(node.left != null) q.offer(node.left); // 左子节点入队
            if(node.right != null) q.offer(node.right); // 右子节点入队
        }

        // 将 ArrayList 转为 int数组并返回
        int[] res = new int[tmp.size()];
        for (int i=0; i<res.length; i++) {
            res[i] = tmp.get(i);
        }
        return res;
    }
}

 

 

必要知识：

java队列Queue知识：

什么是队列？
队列是一种特殊的线性表，遵循先入先出、后入后出的基本原则，一般来说，它只允许在表的前端进行删除操作，而在表的后端进行插入操作，但是java的某些队列运行在任何地方插入删除；

比如我们常用的 LinkedList 集合，它实现了Queue 接口，因此，我们可以理解为 LinkedList 就是一个队列；

 

java队列特性
队列主要分为阻塞和非阻塞，有界和无界、单向链表和双向链表之分；

 

阻塞和非阻塞
阻塞队列
　　•入列(添加元素)时，如果元素数量超过队列总数，会进行等待（阻塞），待队列的中的元素出列后，元素数量未超过队列总数时，就会解除阻塞状态，进而可以继续入列；
　　•出列(删除元素)时，如果队列为空的情况下，也会进行等待（阻塞），待队列有值的时候即会解除阻塞状态，进而继续出列；
　　•阻塞队列的好处是可以防止队列容器溢出；只要满了就会进行阻塞等待；也就不存在溢出的情况；
　　•只要是阻塞队列，都是线程安全的；

 

非阻塞队列
　　•不管出列还是入列，都不会进行阻塞，
　　•入列时，如果元素数量超过队列总数，则会抛出异常，
　　•出列时，如果队列为空，则取出空值；

 

一般情况下，非阻塞式队列使用的比较少，一般都用阻塞式的对象比较多；阻塞和非阻塞队列在使用上的最大区别就是阻塞队列提供了以下2个方法：

出队阻塞方法 ： take()
入队阻塞方法 ： put()

 

有界和无界
　　•有界：有界限，大小长度受限制
　　•无界：无限大小，其实说是无限大小，其实是有界限的，只不过超过界限时就会进行扩容，就行ArrayList 一样，在内部动态扩容

 

单向链表和双向链表
　　•单向链表 ： 每个元素中除了元素本身之外，还存储一个指针，这个指针指向下一个元素；

 

　　•双向链表 ：除了元素本身之外，还有两个指针，一个指针指向前一个元素的地址，另一个指针指向后一个元素的地址；

 

队列常用方法
　　add 增加一个元索 如果队列已满，则抛出一个IIIegaISlabEepeplian异常
　　remove 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
　　element 返回队列头部的元素 如果队列为空，则抛出一个NoSuchElementException异常
　　offer 添加一个元素并返回true 如果队列已满，则返回false（常用）
　　poll 移除并返问队列头部的元素 如果队列为空，则返回null（常用）
　　peek 返回队列头部的元素 如果队列为空，则返回null（常用）
　　put 添加一个元素 如果队列满，则阻塞
　　take 移除并返回队列头部的元素 如果队列为空，则阻塞
drainTo(list) 一次性取出队列所有元素

知识点： remove、element、offer 、poll、peek 其实是属于Queue接口。