树（层序遍历）剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III

题目描述：

请实现一个函数按照之字形顺序打印二叉树，即第一行按照从左到右的顺序打印，第二层按照从右到左的顺序打印，第三行再按照从左到右的顺序打印，其他行以此类推。

例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

返回其层次遍历结果：

[
　　[3],
　　[20,9],
　　[15,7]
]

提示：

1. 节点总数 <= 1000

 

 

 

思路：层序遍历 + 双端队列
　　•利用双端队列的两端皆可添加元素的特性，设打印列表（双端队列） tmp ，并规定：
　　　　·奇数层 则添加至 tmp 尾部 ，
　　　　·偶数层 则添加至 tmp 头部 。

 

1.特例处理： 当树的根节点为空，则直接返回空列表 [] ；
2.初始化： 打印结果空列表 res ，包含根节点的双端队列 deque ；
3.BFS 循环： 当 deque 为空时跳出；
　　1).新建列表 tmp ，用于临时存储当前层打印结果；
　　2).当前层打印循环： 循环次数为当前层节点数（即 deque 长度）；
　　　　a.出队： 队首元素出队，记为 node；
　　　　b.打印： 若为奇数层，将 node.val 添加至 tmp 尾部；否则，添加至 tmp 头部；
　　　　c.添加子节点： 若 node 的左（右）子节点不为空，则加入 deque ；
　　3).将当前层结果 tmp 转化为 list 并添加入 res ；
4.返回值： 返回打印结果列表 res 即可；

 

 

 

 

 

复杂度分析：
　　时间复杂度 O(N) ： N 为二叉树的节点数量，即 BFS 需循环 N 次，占用 O(N) ；双端队列的队首和队尾的添加和删除操作的时间复杂度均为 O(1) 。
　　空间复杂度 O(N) ： 最差情况下，即当树为满二叉树时，最多有 N/2 个树节点 同时 在 deque 中，使用 O(N) 大小的额外空间。

 

 

 

算法流程：

class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    public TreeNode(int x){
        val = x;
    }
}
class Solution{
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root){
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root!=null){
            queue.add(root);
        }
        while(!queue.isEmpty()){
            LinkedList<Integer> tmp = new LinkedList<>();
            int size = queue.size();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode node = queue.poll();
                if(res.size()%2==0) tmp.addLast(node.val);// 偶数层 -> 队列头部
                else tmp.addFirst(node.val);// 奇数层 -> 队列尾部
                if(node.left!=null) queue.add(node.left);
                if(node.right!=null) queue.add(node.right);
            }
            res.add(tmp);
        }
        return res;
    }
}