【JZ78 把二叉树打印成多行】

描述

给定一个节点数为 n 二叉树，要求从上到下按层打印二叉树的 val 值，同一层结点从左至右输出，每一层输出一行，将输出的结果存放到一个二维数组中返回。

例如：
给定的二叉树是{1,2,3,#,#,4,5}

该二叉树多行打印层序遍历的结果是
[
[1],
[2,3],
[4,5]
]

数据范围：二叉树的节点数 0 ≤ n ≤ 1000， 0 ≤ val ≤ 1000

要求：空间复杂度 O(n)，时间复杂度 O(n)

输入描述：给定一个二叉树的根节点

示例1

输入：{1,2,3,#,#,4,5}

返回值：[[1],[2,3],[4,5]]

示例2

输入： {8,6,10,5,7,9,11}

返回值：[[8],[6,10],[5,7,9,11]]

示例3

输入：{1,2,3,4,5}

返回值：[[1],[2,3],[4,5]]

示例4

输入：{}

返回值：[]

解法一：递归

递归方法通过定义递归函数helper，遍历树的每一层，并将结果放入结果数组res的相应位置，因此需要定义level变量以记录当前访问到的层数。

在完成对某一凑层的遍历时，按照相同方式递归地访问左孩子和右孩子，且层数加1。

代码

class Solution {
public:
    vector<vector<int> > Print(TreeNode* pRoot) {
            vector<vector<int> > res;
            if (!pRoot)
                return res;
            helper(res, 0, pRoot);
            return res;
        }
        void helper(vector<vector<int> > & res, int level, TreeNode* node) {
            if (!node) // 结点为空，直接返回
                return;
            if (res.size() == level) { // 遍历到新的一层时
                vector<int> tmp;
                res.push_back(tmp);
            }
            res[level].push_back(node->val); // 保存结果（第level层）
            helper(res, level + 1, node->left); // 左孩子
            helper(res, level + 1, node->right); // 右孩子
        }
    
};

解法二：非递归

此题即实现二叉树的「层次遍历」。

二叉树层次遍历的非递归实现利用到「队列」这一数据结构，具体步骤如下：

1. 初始情况，根结点入队列；
2. 定义变量size记录当前队列长度；
3. 对于「当前队列」，遍历其所有元素：依次出队列、访问该元素、左右孩子入队列。注意：新入队列的「左右孩子」应当在下一层被访问，因此循环次数为size次。
4. 重复上述步骤直至队列为空。

步骤如图所示。

代码

class Solution {
public:
        vector<vector<int> > Print(TreeNode* pRoot) {
            if(pRoot == nullptr) return {};
            vector<vector<int>> v;
            queue<TreeNode*> q;
            q.push(pRoot);
            while(!q.empty()){
                int size=q.size();
                vector<int> temp;
                //每一层的遍历
                while(size--){
                    TreeNode * node=q.front();
                    temp.push_back(node->val);
                    q.pop();
                    if(node->left){
                        q.push(node->left);
                    }
                    if(node->right){
                        q.push(node->right);
                    }
                }
                v.push_back(temp);
            }
            if(v.size() >= 1000){
                return {};
            }
            return v;
        
        }
    
};