代码随想录二叉树第一周-编程知识

二叉树的递归遍历

144. 二叉树的前序遍历

简单

给你二叉树的根节点 root ，返回它节点值的前序遍历。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,2,3]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

示例 4：

输入：root = [1,2]
输出：[1,2]

示例 5：

输入：root = [1,null,2]
输出：[1,2]

/*** Definition for a binary tree node.* 二叉树节点的定义* public class TreeNode {*     int val; // 节点值*     TreeNode left; // 左子节点*     TreeNode right; // 右子节点*     TreeNode() {} // 构造函数*     TreeNode(int val) { this.val = val; } // 带值的构造函数*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) { // 带值和子节点的构造函数*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {// 前序遍历函数public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {// 创建一个列表用于存放遍历结果List<Integer> list = new ArrayList<>();// 调用递归函数进行前序遍历preorder(root, list);// 返回遍历结果列表return list;}// 递归函数，用于前序遍历public void preorder(TreeNode root, List<Integer> list) {// 如果当前节点为空，直接返回if (root == null) {return;}// 将当前节点值加入到结果列表中list.add(root.val);// 递归遍历左子树preorder(root.left, list);// 递归遍历右子树preorder(root.right, list);}
}

145.二叉树的后序遍历

145. 二叉树的后序遍历

简单

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给你一棵二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 后序遍历 。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[3,2,1]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

提示：

树中节点的数目在范围 [0, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 创建一个列表用于存储后序遍历的结果postorder(root,list); // 调用后序遍历方法return list; // 返回结果列表}public void postorder(TreeNode root,List<Integer> list){if(root == null){ // 如果节点为空，直接返回return;}postorder(root.left,list); // 递归遍历左子树postorder(root.right,list); // 递归遍历右子树list.add(root.val); // 将当前节点的值添加到结果列表中}
}

94.二叉树的中序遍历

94. 二叉树的中序遍历

简单

给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的中序遍历 。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {// 定义一个方法，用于返回二叉树的中序遍历结果public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 创建一个列表用于存储中序遍历的结果inorder(root,list); // 调用中序遍历方法return list; // 返回结果列表}// 定义一个方法，用于实现二叉树的中序遍历public void inorder(TreeNode root,List<Integer> list){if(root == null){ // 如果节点为空，直接返回return;}inorder(root.left,list); // 递归遍历左子树list.add(root.val); // 将当前节点的值添加到结果列表中inorder(root.right,list); // 递归遍历右子树}
}

二叉树的迭代遍历

144.二叉树的前序遍历

前序遍历是中左右，每次先处理的是中间节点，那么先将根节点放入栈中，然后将右孩子加入栈，再加入左孩子。

为什么要先加入右孩子，再加入左孩子呢？因为这样出栈的时候才是中左右的顺序。

动画如下：

二叉树前序遍历（迭代法）

144. 二叉树的前序遍历

简单

给你二叉树的根节点 root ，返回它节点值的前序遍历。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,2,3]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

示例 4：

输入：root = [1,2]
输出：[1,2]

示例 5：

输入：root = [1,null,2]
输出：[1,2]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {// 前序遍历二叉树public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 创建一个列表用于存储遍历结果if(root == null){ // 如果根节点为空，直接返回空列表return list;}Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>(); // 创建一个栈用于存储节点stack.push(root); // 将根节点入栈while(!stack.isEmpty()){ // 当栈不为空时，继续遍历TreeNode node = stack.pop(); // 弹出栈顶元素list.add(node.val); // 将节点的值添加到结果列表中if(node.right != null){ // 如果右子节点不为空，将右子节点入栈stack.push(node.right);}if(node.left != null){ // 如果左子节点不为空，将左子节点入栈stack.push(node.left);}}return list; // 返回遍历结果列表}
}

145.二叉树的后序遍历

145. 二叉树的后序遍历

简单

给你一棵二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 后序遍历 。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[3,2,1]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

提示：

树中节点的数目在范围 [0, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 创建一个列表用于存储遍历结果if(root == null){ // 如果根节点为空，直接返回空列表return list;}Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>(); // 创建一个栈用于存储节点stack.push(root); // 将根节点入栈while(!stack.isEmpty()){ // 当栈不为空时，继续遍历TreeNode node = stack.pop(); // 弹出栈顶元素list.add(node.val); // 将节点的值添加到结果列表中if(node.left != null){ // 如果左子节点不为空，将左子节点入栈stack.push(node.left);}if(node.right != null){ // 如果右子节点不为空，将右子节点入栈stack.push(node.right);}}Collections.reverse(list);return list; // 返回遍历结果列表}
}

94.二叉树的中序遍历

分析一下为什么刚刚写的前序遍历的代码，不能和中序遍历通用呢，因为前序遍历的顺序是中左右，先访问的元素是中间节点，要处理的元素也是中间节点，所以刚刚才能写出相对简洁的代码，因为要访问的元素和要处理的元素顺序是一致的，都是中间节点。

那么再看看中序遍历，中序遍历是左中右，先访问的是二叉树顶部的节点，然后一层一层向下访问，直到到达树左面的最底部，再开始处理节点（也就是在把节点的数值放进result数组中），这就造成了处理顺序和访问顺序是不一致的。

94. 二叉树的中序遍历

已解答

简单

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给定一个二叉树的根节点 root ，返回 它的中序遍历 。

示例 1：

输入：root = [1,null,2,3]
输出：[1,3,2]

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1]
输出：[1]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 创建一个列表用于存储遍历结果if(root == null){ // 如果根节点为空，直接返回空列表return list;}Deque<TreeNode> stack = new LinkedList<>(); // 创建一个栈用于存储节点TreeNode cur = root; // 初始化当前节点为根节点while(cur != null || !stack.isEmpty()){ // 当当前节点不为空或者栈不为空时，继续遍历if(cur != null){ // 如果当前节点不为空stack.push(cur); // 将当前节点入栈cur = cur.left; // 将当前节点更新为其左子节点}else{ // 如果当前节点为空cur = stack.pop(); // 弹出栈顶元素作为当前节点list.add(cur.val); // 将当前节点的值添加到结果列表中cur = cur.right; // 将当前节点更新为其右子节点}}return list; // 返回遍历结果列表}
}

那么在使用迭代法写中序遍历，就需要借用指针的遍历来帮助访问节点，栈则用来处理节点上的元素。

指针先指向根节点，先向左访问节点并存入栈中，为空时就从栈中取元素放入结果数组中，然后将指针指向该取出的元素，向右访问，为空时再从栈中取元素并将指针指向此元素，以此类推

结束的条件是，指针为空并且栈中没有元素

102.二叉树的层序遍历

102. 二叉树的层序遍历

中等

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。（即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

/*** Definition for a binary tree node.* 二叉树节点的定义* public class TreeNode {*     int val; // 节点值*     TreeNode left; // 左子节点*     TreeNode right; // 右子节点*     TreeNode() {} // 构造函数*     TreeNode(int val) { this.val = val; } // 带值的构造函数*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) { // 带值和子节点的构造函数*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {// 层序遍历函数public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {// 创建一个列表用于存放结果List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();// 如果根节点为空，直接返回结果列表if (root == null) {return result;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();// 创建一个列表用于存放当前层的节点值List<Integer> list = new LinkedList<>();// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();// 将节点值加入到当前层的列表中list.add(node.val);// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}// 将当前层的节点值列表加入到结果列表中result.add(list);}// 返回结果列表return result;}
}

107.二叉树的层序遍历||

107. 二叉树的层序遍历 II

已解答

中等

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给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值 自底向上的层序遍历 。（即按从叶子节点所在层到根节点所在的层，逐层从左向右遍历）

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[15,7],[9,20],[3]]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {// 创建一个列表用于存放结果List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();// 如果根节点为空，直接返回结果列表if (root == null) {return result;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();// 创建一个列表用于存放当前层的节点值List<Integer> list = new LinkedList<>();// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();// 将节点值加入到当前层的列表中list.add(node.val);// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}// 将当前层的节点值列表加入到结果列表中result.add(list);}//将得到的结果集合反转Collections.reverse(result);// 返回结果列表return result;}
}

199.二叉树的右视图

199. 二叉树的右视图

已解答

中等

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给定一个二叉树的 根节点 root，想象自己站在它的右侧，按照从顶部到底部的顺序，返回从右侧所能看到的节点值。

示例 1:

输入: [1,2,3,null,5,null,4]
输出: [1,3,4]

示例 2:

输入: [1,null,3]
输出: [1,3]

示例 3:

输入: []
输出: []

提示:

二叉树的节点个数的范围是 [0,100]
-100 <= Node.val <= 100

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。

/*** Definition for a binary tree node.* 二叉树节点的定义* public class TreeNode {*     int val; // 节点值*     TreeNode left; // 左子节点*     TreeNode right; // 右子节点*     TreeNode() {} // 构造函数*     TreeNode(int val) { this.val = val; } // 带值的构造函数*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) { // 带值和子节点的构造函数*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {// 右视图函数public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {// 创建一个列表用于存放右视图结果List<Integer> result = new ArrayList<>();// 如果根节点为空，直接返回结果列表if (root == null) {return result;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();// 如果当前节点是当前层最后一个节点，则将其值加入到结果列表中（右视图）if (size == 0) {result.add(node.val);}// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}}// 返回右视图结果列表return result;}
}

637.二叉树的层平均值

637. 二叉树的层平均值

已解答

简单

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给定一个非空二叉树的根节点 root , 以数组的形式返回每一层节点的平均值。与实际答案相差 10-5 以内的答案可以被接受。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]
解释：第 0 层的平均值为 3,第 1 层的平均值为 14.5,第 2 层的平均值为 11 。
因此返回 [3, 14.5, 11] 。

示例 2:

输入：root = [3,9,20,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]

提示：

树中节点数量在 [1, 104] 范围内
-231 <= Node.val <= 231 - 1

/*** Definition for a binary tree node.* 二叉树节点的定义* public class TreeNode {*     int val; // 节点值*     TreeNode left; // 左子节点*     TreeNode right; // 右子节点*     TreeNode() {} // 构造函数*     TreeNode(int val) { this.val = val; } // 带值的构造函数*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) { // 带值和子节点的构造函数*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {// 求每层节点平均值函数public List<Double> averageOfLevels(TreeNode root) {// 创建一个列表用于存放结果List<Double> result = new ArrayList<>();// 如果根节点为空，直接返回结果列表if (root == null) {return result;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();int count = queue.size(); // 记录当前层节点数// 初始化当前层节点值总和Double sum = 0.0;// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();// 将节点值加入到当前层的总和中sum += node.val;// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}// 计算当前层的平均值并加入结果列表result.add(sum / count);}// 返回结果列表return result;}
}

429.N叉树的层序遍历

429. N 叉树的层序遍历

已解答

中等

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给定一个 N 叉树，返回其节点值的层序遍历。（即从左到右，逐层遍历）。

树的序列化输入是用层序遍历，每组子节点都由 null 值分隔（参见示例）。

示例 1：

输入：root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
输出：[[1],[3,2,4],[5,6]]

示例 2：

输入：root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14]
输出：[[1],[2,3,4,5],[6,7,8,9,10],[11,12,13],[14]]

提示：

树的高度不会超过 1000
树的节点总数在 [0, 10^4] 之间

/*
// 定义一个节点类
class Node {public int val; // 节点值public List<Node> children; // 子节点列表public Node() {} // 默认构造函数public Node(int _val) { // 带值的构造函数val = _val;}public Node(int _val, List<Node> _children) { // 带值和子节点列表的构造函数val = _val;children = _children;}
};
*/class Solution {// 层序遍历函数public List<List<Integer>> levelOrder(Node root) {// 创建一个列表用于存放结果List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();// 如果根节点为空，直接返回结果列表if (root == null) {return result;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<Node> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();// 创建一个列表用于存放当前层的节点值List<Integer> list = new ArrayList<>();// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点Node node = queue.poll();// 将节点值加入到当前层的列表中list.add(node.val);// 获取当前节点的子节点列表List<Node> children = node.children;// 如果子节点列表为空或者大小为0，继续下一次循环if (children == null || children.size() == 0) {continue;}// 将子节点依次加入队列（如果存在）for (Node child : children) {if (child != null) {queue.offer(child);}}}// 将当前层的节点值列表加入到结果列表中result.add(list);}// 返回结果列表return result;}
}

515.在每个树行中找最大值

515. 在每个树行中找最大值

中等

给定一棵二叉树的根节点 root ，请找出该二叉树中每一层的最大值。

示例1：

输入: root = [1,3,2,5,3,null,9]
输出: [1,3,9]

示例2：

输入: root = [1,2,3]
输出: [1,3]

提示：

二叉树的节点个数的范围是 [0,104]
-231 <= Node.val <= 231 - 1

/*** Definition for a binary tree node.* 二叉树节点的定义* public class TreeNode {*     int val; // 节点值*     TreeNode left; // 左子节点*     TreeNode right; // 右子节点*     TreeNode() {} // 构造函数*     TreeNode(int val) { this.val = val; } // 带值的构造函数*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) { // 带值和子节点的构造函数*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {// 最大值数组函数public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {// 创建一个列表用于存放结果List<Integer> result = new ArrayList<>();// 如果根节点为空，直接返回结果列表if (root == null) {return result;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();int max = Integer.MIN_VALUE;// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();// 更新当前层的最大值max = Math.max(max, node.val);// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}// 将当前层的最大值加入结果列表result.add(max);}// 返回结果列表return result;}
}

116.填充每个节点的下一个右侧节点指针

116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

已解答

中等

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给定一个 完美二叉树 ，其所有叶子节点都在同一层，每个父节点都有两个子节点。二叉树定义如下：

struct Node {int val;Node *left;Node *right;Node *next;
}

填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL。

初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL。

示例 1：

输入：root = [1,2,3,4,5,6,7]
输出：[1,#,2,3,#,4,5,6,7,#]
解释：给定二叉树如图 A 所示，你的函数应该填充它的每个 next 指针，以指向其下一个右侧节点，如图 B 所示。序列化的输出按层序遍历排列，同一层节点由 next 指针连接，'#' 标志着每一层的结束。

示例 2:

输入：root = []
输出：[]

提示：

树中节点的数量在 [0, 212 - 1] 范围内
-1000 <= node.val <= 1000

/*
// 定义一个节点类
class Node {public int val; // 节点值public Node left; // 左子节点public Node right; // 右子节点public Node next; // 指向右侧节点的指针public Node() {} // 空构造函数public Node(int _val) {val = _val;}public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {val = _val;left = _left;right = _right;next = _next;}
};
*/class Solution {// 连接节点函数public Node connect(Node root) {// 如果根节点为空，直接返回根节点if (root == null) {return root;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<Node> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();Node pre = null; // 上一个节点// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点Node node = queue.poll();// 如果上一个节点不为空，则将其指向当前节点if (pre != null) {pre.next = node;}// 更新上一个节点为当前节点pre = node;// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}// 重置上一个节点pre = null;}// 返回根节点return root;}
}

117.填充每个节点的下一个右侧节点指针||

117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II

中等

给定一个二叉树：

struct Node {int val;Node *left;Node *right;Node *next;
}

填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL 。

初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL 。

示例 1：

输入：root = [1,2,3,4,5,null,7]
输出：[1,#,2,3,#,4,5,7,#]
解释：给定二叉树如图 A 所示，你的函数应该填充它的每个 next 指针，以指向其下一个右侧节点，如图 B 所示。序列化输出按层序遍历顺序（由 next 指针连接），'#' 表示每层的末尾。

示例 2：

输入：root = []
输出：[]

提示：

树中的节点数在范围 [0, 6000] 内
-100 <= Node.val <= 100

/*
// 定义一个节点类
class Node {public int val; // 节点值public Node left; // 左子节点public Node right; // 右子节点public Node next; // 指向右侧节点的指针public Node() {} // 空构造函数public Node(int _val) {val = _val;}public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {val = _val;left = _left;right = _right;next = _next;}
};
*/class Solution {// 连接节点函数public Node connect(Node root) {// 如果根节点为空，直接返回根节点if (root == null) {return root;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<Node> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();Node pre = null; // 上一个节点// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点Node node = queue.poll();// 如果上一个节点不为空，则将其指向当前节点if (pre != null) {pre.next = node;}// 更新上一个节点为当前节点pre = node;// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}// 遍历完一层后，将最后一个节点的next指针置为nullpre.next = null;// 重置上一个节点pre = null;}// 返回根节点return root;}
}

104.二叉树的最大深度

104. 二叉树的最大深度

简单

给定一个二叉树 root ，返回其最大深度。

二叉树的 最大深度 是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：3

示例 2：

输入：root = [1,null,2]
输出：2

提示：

树中节点的数量在 [0, 104] 区间内。
-100 <= Node.val <= 100

广度优先遍历

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public int maxDepth(TreeNode root) {// 如果根节点为空，直接返回深度为0if (root == null) {return 0;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);int depth = 0;// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 记录当前层的节点数int size = queue.size();// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}depth++; // 深度加1}// 返回树的最大深度return depth;}
}

深度优先遍历

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {* int val;* TreeNode left;* TreeNode right;* TreeNode() {}* TreeNode(int val) { this.val = val; }* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {* this.val = val;* this.left = left;* this.right = right;* }* }*/class Solution {public int maxDepth(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}return helper(root);}public int helper(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}int left = helper(root.left);int right = helper(root.right);return Integer.max(left, right) + 1;}}class TreeNode {int val;TreeNode left;TreeNode right;TreeNode() {}TreeNode(int val) {this.val = val;}TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {this.val = val;this.left = left;this.right = right;}}

111.二叉树的最小深度

111. 二叉树的最小深度

简单

给定一个二叉树，找出其最小深度。

最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。

说明：叶子节点是指没有子节点的节点。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：2

示例 2：

输入：root = [2,null,3,null,4,null,5,null,6]
输出：5

提示：

树中节点数的范围在 [0, 105] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public int minDepth(TreeNode root) {// 如果根节点为空，直接返回深度为0if (root == null) {return 0;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);int depth = 1;// 当队列不为空时，继续遍历while (!queue.isEmpty()) {// 记录当前层的节点数int size = queue.size();// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();//如果当前节点的左右孩子都为空，直接返回最小深度if (node.left == null && node.right == null){return depth;}// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}depth++; // 深度加1}// 返回树的深度return depth;}
}

226.反转二叉树

226. 翻转二叉树

简单

给你一棵二叉树的根节点 root ，翻转这棵二叉树，并返回其根节点。

示例 1：

输入：root = [4,2,7,1,3,6,9]
输出：[4,7,2,9,6,3,1]

示例 2：

输入：root = [2,1,3]
输出：[2,3,1]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

树中节点数目范围在 [0, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

深度优先遍历

/*** 二叉树节点的定义。* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/class Solution {/*** 翻转二叉树。* @param root 要翻转的二叉树的根节点* @return 翻转后的二叉树的根节点*/public TreeNode invertTree(TreeNode root) {if(root == null){return null;}TreeNode temp = root.left;root.left = root.right;root.right = temp;invertTree(root.left);invertTree(root.right);return root;}
}

广度优先遍历

/*** 二叉树节点的定义。* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/class Solution {/*** 翻转二叉树。* @param root 要翻转的二叉树的根节点* @return 翻转后的二叉树的根节点*/public TreeNode invertTree(TreeNode root) {// 如果根节点为空，直接返回if (root == null) {return root;}// 创建一个队列用于辅助层序遍历Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 将根节点加入队列queue.offer(root);// 层序遍历二叉树并翻转每个节点的左右子树while (!queue.isEmpty()) {// 获取当前层的节点数int size = queue.size();// 遍历当前层的所有节点while (size-- > 0) {// 从队列中取出一个节点TreeNode node = queue.poll();// 翻转当前节点的左右子树TreeNode temp = node.left;node.left = node.right;node.right = temp;// 将当前节点的左子节点加入队列（如果存在）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 将当前节点的右子节点加入队列（如果存在）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}}// 返回翻转后的二叉树的根节点return root;}
}