[剑指offer_32] 从上到下打印二叉树

1.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。

思路：使用队列进行广度优先搜索遍历，将遍历结果保存在list中，最后list转数组即可解题思路：
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。

算法流程：

• 特例处理： 当树的根节点为空，则直接返回空列表 [] ；
• 初始化： 打印结果列表 res = [] ，包含根节点的队列 queue = [root] ；
• BFS 循环： 当队列 queue 为空时跳出；
• 出队： 队首元素出队，记为 node；
• 打印： 将 node.val 添加至列表 list尾部；
• 添加子节点： 若 node 的左（右）子节点不为空，则将左（右）子节点加入队列 queue ；
• 返回值： 返回打印结果列表 res 即可。

2.使用队列进行BFS

/** * 解法一：迭代 * * 时间复杂度： O(n) ,空间复杂度： O(n) * @param root 根节点 * @return 层序遍历后数组 */


public int[] levelOrder(TreeNode root) {
   
    if(root == null){
   
        return new int[0];//判断当树的根节点为空，则直接返回空列表 [] 
    }
    List<Integer> list = new ArrayList<>();
    Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();//创建队列
    queue.offer(root);//入队

    while (!queue.isEmpty()) {
   
        TreeNode node = queue.poll();//出队： 队首元素出队，记为 node；
        list.add(node.val);//添加到list集合
        if (node.left != null) {
   
            queue.offer(node.left);//取出元素的左节点不为空，入队
        }
        if (node.right != null) {
   
            queue.offer(node.right);//取出元素的右节点不为空，入队
        }
    }
    //重新创建一个等长的数组，进行遍历赋值
    int[] res = new int[list.size()];
    for (int i = 0; i < res.length; i++) {
   
        res[i] = list.get(i);
    }
    return res;
}

3.测试用例

@Test
public void test32(){
   
    TreeNode root = new TreeNode(8);
    TreeNode node2 = new TreeNode(6);
    TreeNode node3 = new TreeNode(10);
    TreeNode node4 = new TreeNode(5);
    TreeNode node5 = new TreeNode(7);
    TreeNode node6 = new TreeNode(9);
    TreeNode node7 = new TreeNode(11);
    root.left = node2;
    root.right = node3;
    node2.left = node4;
    node2.right = node5;
    node3.left = node6;
    node3.right = node7;

    /** * 二叉树 * 8 * / \ * 6 10 * / \ / \ * 5 7 9 11 * */
    LevelOrder32 levelOrder32 = new LevelOrder32();
    System.out.println("层序遍历输出的二叉树：" + Arrays.toString(levelOrder32.levelOrder(root)));
    System.out.println("层序遍历输出的二叉树：" + Arrays.toString(levelOrder32.levelOrder(null)));//输出为[]
}