链表--102. 二叉树的层序遍历/medium 理解度B

1、题目

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

• 树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
• -1000 <= Node.val <= 1000

2、题目分析

3、复杂度最优解代码示例

    class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode(int x) {
            val = x;
        }
    }

    class Solution {
        public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
            List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
            if (root == null) {
                return result;
            }

            Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
            queue.add(root);

            while (!queue.isEmpty()) {
                int size = queue.size();
                List<Integer> level = new ArrayList<>();

                // 遍历当前层的所有节点
                for (int i = 0; i < size; i++) {
                    TreeNode node = queue.poll();
                    level.add(node.val);

                    // 将当前节点的左右子节点加入队列
                    if (node.left != null) {
                        queue.add(node.left);
                    }
                    if (node.right != null) {
                        queue.add(node.right);
                    }
                }

                // 将当前层的节点值列表加入结果列表
                result.add(level);
            }

            return result;
        }
    }

4、适用场景

二叉树的层序，以下是一些具体的适用场景：

1. 广度优先搜索（BFS）：层序遍历是实现BFS的一种方式，它能够按照从上到下、从左到右的顺序访问树中的每个节点。这种遍历方法适用于需要在树的每层上进行操作的情况。
2. 二叉树的层次序列化：在计算机科学中，二叉树的层序遍历可以用于二叉树的层次序列化，即将二叉树的结构转换为字符串形式，以便于存储和传输。
3. 完全二叉树的操作：对于完全二叉树或完美二叉树，层序遍历可以帮助我们理解树的结构，特别是在进行树的构建或者验证树的性质时非常有用。
4. 算法教学与学习：在数据结构的教学过程中，层序遍历是一个重要的概念，它有助于学生理解树结构的遍历方法。
5. 图的遍历：在图论中，层序遍历也可以应用于图的遍历，尤其是在处理无向图或网络流等问题时，可以用来逐层探索节点。