JZOffer 32-I-从上到下打印二叉树-中等-树

JZOffer 32 - I. 从上到下打印二叉树

Question

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。

Example 1:

给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],
1
2
3
4
5
  3
 / \
9  20
  /  \
 15   7
输出：
1
>[3,9,20,15,7]

Note:

节点总数 <= 1000

Approach 1: 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 tmp 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。

Python 中使用 collections 中的双端队列 deque() ，其 popleft() 方法可达到 O(1)O(1) 时间复杂度；列表 list 的 pop(0) 方法时间复杂度为 O(N)

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root: return []
        res, queue = [], collections.deque()
        queue.append(root)
        while queue:
            node = queue.popleft()
            res.append(node.val)
            if node.left: queue.append(node.left)
            if node.right: queue.append(node.right)
        return res

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。
空间复杂度 O(N) ：最差情况下，即当树为平衡二叉树时，最多有 N/2 个树节点同时在 queue 中，使用 O(N)大小的额外空间。