剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III

大家好，我是吴师兄。

今天继续来学习《剑指Offer》系列的一道经典题目，依旧给出了非常详细的题解和精美的配图与动画。

一、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]

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

返回其层次遍历结果：

[
  [3],
  [20,9],
  [15,7]
]

提示：

1. 节点总数 <= 1000

二、题目解析

在上道题目剑指 Offer 32 - II. 从上到下打印二叉树的基础上额外添加了一个要求，奇数层顺序打印，偶数层逆序打印，实现思路上可以通过设置一个标志位 isOddNumber 用来判断当前的层数是否为奇数层：

• 如果是奇数层，那么按顺序把 queue 中的元素添加到双端队列 temp 的尾部
• 如果是偶数层，那么按顺序把 queue 中的元素添加到双端队列 temp 的头部

为了帮助你更好的理解整个过程，我特意做了一组动画，点开可以查看：

三、参考代码

// 登录 AlgoMooc 官网获取更多算法图解
// https://www.algomooc.com
// 作者：程序员吴师兄
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {

        // 设置 res 用来保存输出结果
        List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();

        // 边界情况处理
        if(root == null) return res;

        //设置一个队列，用来存储二叉树中的元素
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();

        // 队列添加二叉树的根节点
        queue.add(root);

        // 用来判断当前的层数是否为奇数层，初始化在第 0 层，为偶数层
        boolean isOddNumber = false;

        // 遍历队列，直到队列为空，说明访问了二叉树中所有的节点
        while(!queue.isEmpty()) {

            // 用来记录 queue 的长度，即每层节点的个数
            int size = queue.size();  

            // 奇偶层总是交替出现的
            // 通过取反操作，判断当前的层数是否为奇偶层
            // 由于 isOddNumber 初始化为 false，所以第一次进来这个 while 循环取反后为 true，符合第一层是奇数层的定义
            isOddNumber = !isOddNumber;

            // 生成一个双端队列 temp，用来保存每一层节点，保存成功后添加到 res 中
            LinkedList<Integer> temp = new LinkedList<>();
            
            // 使用 for 循环，将 queue 中的元素按照给定的规则添加的 temp 中
            for(int i = 0 ; i < size; i++) {
                // 从 queue 中取出一个节点    
                TreeNode node = queue.poll();
                // 如果是奇数层，那么按顺序添加到双端队列的尾部
                if(isOddNumber) {
                    temp.addLast(node.val); 
                }else {
                    // 如果是偶数层，那么按顺序添加到双端队列的头部
                    temp.addFirst(node.val);
                }

                // 判断当前节点的左子节点是否有值，如果有，则添加到 queue 中
                if(node.left != null) queue.add(node.left);

                // 判断当前节点的右子节点是否有值，如果有，则添加到 queue 中    
                if(node.right != null) queue.add(node.right);
            }
            // 把存放了每一层元素的数组 temp 添加到 res 中
            res.add(temp);
        }
        
        // 返回 res
        return res;
    }
}