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二叉树的层序遍历-广度优先遍历

article 2024/9/20 3:36:14

正常来讲二叉树的层序遍历我们使用递归，来进行就可以得到正确答案，但是有时候递归比较难以理解，我们今天用队列的形式来进行二叉树的层序遍历

我们使用队列对二叉树进行层序遍历的核心思想有两个

1. 我们用队列记录二叉树每一层的元素

比如现在有一个空队列【】

一个二叉树的结构如下

1.我们首先把根节点添加到队列中去【 1】

2.然后我们判断队列是否为空，来进入循环，根节点不为空进入循环，

3.我们把他的左孩子加入到队列，右孩子加入到队列现在队列元素是【1，2，3】

4.然后我们把根节点出队打印，现在头节点变成2，队列元素为【2，3】

5.然后我们再把头节点左右孩子加入队列【2，3，4，5】然后头节点出队变成【3，4，5】，然后再把头节点左右孩子加入队列【3，4，5，6，7】然后头节点出队打印，依次循环，直到队列为空

下面来看一下代码实现

node节点

package tree;

public class TreeNode {
    public  int val;
    public TreeNode left;
    public  TreeNode right;
    public  TreeNode(TreeNode left,int val,TreeNode right){
        this.left=left;
        this.val=val;
        this.right=right;
    }
}

  TreeNode node = new TreeNode(new TreeNode(new TreeNode(null,4,null),2,new TreeNode(null,5,null))
                ,1,
                new TreeNode(new TreeNode(null,6,null),3,new TreeNode(null,7,null)));
        ArrayDeque<TreeNode> queue=new ArrayDeque<>();
        queue.add(node);
while (!queue.isEmpty()){
    TreeNode treeNode = queue.poll();
    System.out.print(treeNode.val);
    if(treeNode.left!=null){
        queue.add(treeNode.left);
    }
    if(treeNode.right!=null){
        queue.add(treeNode.right);
    }

}

但是呢这样得出来的结果是这样的

不够优雅，我们如何打印出一个树型结构的层序遍历呢？

首先我们分析一个二叉树如上图我画的那个二叉树，第一层一个元素，第二层两个元素，第三层是四个元素，我们可以打印出每一层的元素之后，让该元素换行，就可以得到树形结构的二叉树，

但是我们怎么知道每一层的元素个数呢？我们可以引入一个临时变量，来记录我们每一层的元素个数，然后根据我们每一层添加的元素个数，来进行遍历打印

就比如我们第一层添加了一个根节点，那么我们就循环打印一次元素，然后记录下添加元素的个数，我们添加元素的个数也就是下一层循环应该遍历的次数

  //广度优先遍历
        TreeNode node = new TreeNode(new TreeNode(new TreeNode(null,4,null),2,new TreeNode(null,5,null))
                ,1,
                new TreeNode(new TreeNode(null,6,null),3,new TreeNode(null,7,null)));
        ArrayDeque<TreeNode> queue=new ArrayDeque<>();
        queue.add(node);
        int count=1;//表示现在队列中的元素 也就是二叉树的层数中的元素  也是for循环循环的次数
        while (!queue.isEmpty()){
            int count1=0;//记录循环中添加了几次元素  添加几次元素  就是 该二叉树层数 的元素个数
            // 比如 第一层的节点 是1  左右两个孩子
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                TreeNode node1 = queue.poll();
                System.out.print(node1.val);

                if (node1.left != null) {
                    queue.add(node1.left);
                    count1++;
                }
                if (node1.right != null) {
                    queue.add(node1.right);
                    count1++;
                }
            }
            System.out.println();
        count=count1;
        }

得出来是这样的