C++力扣题目-- 二叉树层序遍历

• 102.二叉树的层序遍历(opens new window)
• 107.二叉树的层次遍历II(opens new window)
• 199.二叉树的右视图(opens new window)
• 637.二叉树的层平均值(opens new window)
• 429.N叉树的层序遍历(opens new window)
• 515.在每个树行中找最大值(opens new window)
• 116.填充每个节点的下一个右侧节点指针(opens new window)
• 117.填充每个节点的下一个右侧节点指针II(opens new window)
• 104.二叉树的最大深度(opens new window)
• 111.二叉树的最小深度

102思路：

我们之前讲过了三篇关于二叉树的深度优先遍历的文章：

• 二叉树：前中后序递归法(opens new window)
• 二叉树：前中后序迭代法(opens new window)
• 二叉树：前中后序迭代方式统一写法(opens new window)

接下来我们再来介绍二叉树的另一种遍历方式：层序遍历。

层序遍历一个二叉树。就是从左到右一层一层的去遍历二叉树。这种遍历的方式和我们之前讲过的都不太一样。

需要借用一个辅助数据结构即队列来实现，队列先进先出，符合一层一层遍历的逻辑，而用栈先进后出适合模拟深度优先遍历也就是递归的逻辑。

而这种层序遍历方式就是图论中的广度优先遍历，只不过我们应用在二叉树上。

使用队列实现二叉树广度优先遍历，动画如下：

这样就实现了层序从左到右遍历二叉树。

代码如下：这份代码也可以作为二叉树层序遍历的模板，打十个就靠它了。

c++代码如下：

class Solution {
public:vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {queue<TreeNode*> que;if (root != NULL) que.push(root);vector<vector<int>> result;while (!que.empty()) {int size = que.size();vector<int> vec;// 这里一定要使用固定大小size，不要使用que.size()，因为que.size是不断变化的for (int i = 0; i < size; i++) {TreeNode* node = que.front();que.pop();vec.push_back(node->val);if (node->left) que.push(node->left);if (node->right) que.push(node->right);}result.push_back(vec);}return result;}
};

 

107--将102的结果reverse即可；

C++代码：

class Solution {
public:vector<vector<int>> levelOrderBottom(TreeNode* root) {queue<TreeNode*> que;if (root != NULL) que.push(root);vector<vector<int>> result;while (!que.empty()) {int size = que.size();vector<int> vec;for (int i = 0; i < size; i++) {TreeNode* node = que.front();que.pop();vec.push_back(node->val);if (node->left) que.push(node->left);if (node->right) que.push(node->right);}result.push_back(vec);}reverse(result.begin(), result.end()); // 在这里反转一下数组即可return result;}
};

199--二叉树的右视图

层序遍历的时候，判断是否遍历到单层的最后面的元素，如果是，就放进result数组中，随后返回result就可以了。

C++代码：

class Solution {
public:vector<int> rightSideView(TreeNode* root) {vector<int>result;queue<TreeNode*>que;if (root != nullptr) { que.push(root); }while (!que.empty()){int size = que.size();for (int i = 0; i < size; i++){TreeNode* cur = que.front();que.pop();if (i == size - 1) { result.push_back(cur->val); }if (cur->left) { que.push(cur->left); }if (cur->right) { que.push(cur->right); }}}return result;}
};

637--二叉树的层平均值

本题就是层序遍历的时候把一层求个总和在取一个均值。

C++代码:

class Solution {
public:vector<double> averageOfLevels(TreeNode* root) {queue<TreeNode*>que;vector<double>result;if (root != nullptr) { que.push(root); }while (!que.empty()){            int size = que.size();double sum = 0;for (int i = 0; i < size; i++){TreeNode* cur = que.front();que.pop();sum += cur->val;if (cur->left) { que.push(cur->left); }if (cur->right) { que.push(cur->right); }}sum /= size;result.push_back(sum);}return result;}
};

429. N 叉树的层序遍历

这道题依旧是模板题，只不过一个节点有多个孩子了

C++代码:

class Solution {
public:vector<vector<int>> levelOrder(Node* root) {queue<Node*>que;vector<vector<int>>result;if (root != nullptr) { que.push(root); }while (!que.empty()){int size = que.size();vector<int>tmp;for (int i = 0; i < size; i++){Node* cur = que.front();tmp.push_back(cur->val);que.pop();int vsize = cur->children.size();for(int j=0;j<vsize;j++){if (cur->children[j]) {que.push(cur->children[j]);}}}result.push_back(tmp);}return result;}
};

515.在每个树行中找最大值

层序遍历，取每一层的最大值

C++代码：

class Solution {
public:vector<int> largestValues(TreeNode* root) {queue<TreeNode*>que;vector<int>result;if (root != nullptr) { que.push(root); }while (!que.empty()){int max = que.front()->val;int size = que.size();           for (int i = 0; i < size; i++){TreeNode* cur = que.front();if (max < (cur->val)) { max = cur->val; }que.pop();if (cur->left) { que.push(cur->left); }if (cur->right) { que.push(cur->right); }}result.push_back(max);}return result;}
};

116.填充每个节点的下一个右侧节点指针

思路

本题依然是层序遍历，只不过在单层遍历的时候记录一下本层的头部节点，然后在遍历的时候让前一个节点指向本节点就可以了

C++代码：

class Solution {
public:Node* connect(Node* root) {queue<Node*>que;if (root != nullptr) { que.push(root); }while (!que.empty()){int size = que.size();Node* pre;Node* cur;for (int i = 0; i < size; i++){if (i == 0) {pre = que.front();que.pop();cur = pre;}else{cur = que.front();que.pop();pre->next = cur;pre = pre->next;}if (cur->left) { que.push(cur->left); }if (cur->right) { que.push(cur->right); }}pre->next = nullptr;}return root;}
};

117.填充每个节点的下一个右侧节点指针II

思路

这道题目说是二叉树，但116题目说是完整二叉树，其实没有任何差别，一样的代码一样的逻辑一样的味道

C++代码：

class Solution {
public:Node* connect(Node* root) {queue<Node*>que;if (root != nullptr) { que.push(root); }while (!que.empty()){int size = que.size();Node* pre;Node* cur;for (int i = 0; i < size; i++){if (i == 0) {pre = que.front();que.pop();cur = pre;}else{cur = que.front();que.pop();pre->next = cur;pre = pre->next;}if (cur->left) { que.push(cur->left); }if (cur->right) { que.push(cur->right); }}pre->next = nullptr;}return root;}
};

104.二叉树的最大深度

思路

使用迭代法的话，使用层序遍历是最为合适的，因为最大的深度就是二叉树的层数，和层序遍历的方式极其吻合。

在二叉树中，一层一层的来遍历二叉树，记录一下遍历的层数就是二叉树的深度，如图所示：

所以这道题的迭代法就是一道模板题，可以使用二叉树层序遍历的模板来解决的。

C++代码如下:

class Solution {
public:int maxDepth(TreeNode* root) {queue<TreeNode*>que;int depth = 0;if (root != nullptr) {que.push(root);}while (!que.empty()){int size = que.size();for (int i = 0; i < size; i++){TreeNode* cur = que.front();que.pop();if (cur->left) { que.push(cur->left); }if (cur->right) { que.push(cur->right); }}depth++;}return depth;}
};

111.二叉树的最小深度

思路

相对于 104.二叉树的最大深度 ，本题还也可以使用层序遍历的方式来解决，思路是一样的。

需要注意的是，只有当左右孩子都为空的时候，才说明遍历的最低点了。如果其中一个孩子为空则不是最低点

代码如下：（详细注释）

class Solution {
public:int minDepth(TreeNode* root) {queue<TreeNode*>que;int depth = 0;if (root != nullptr){que.push(root);}else {return depth;}                           while (!que.empty()){int size = que.size();depth++;for (int i = 0; i < size; i++){TreeNode* cur = que.front();que.pop();if (cur->left) { que.push(cur->left); }if (cur->right) { que.push(cur->right); }if (cur->left == nullptr && cur->right == nullptr){return depth;}}             }return depth;}
};