当前位置：首页 > news >正文

【Leetcode hot 100】102.二叉树的层序遍历

news 2025/9/16 6:17:31

问题链接

102.二叉树的层序遍历

问题描述

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：
在这里插入图片描述

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

问题解答

解题思路

二叉树的层序遍历（逐层从左到右访问节点）核心是利用 广度优先搜索（BFS），通过「队列」数据结构实现层级分隔：

队列特性：先进先出（FIFO），可保证同一层级的节点依次处理，且子节点按顺序进入下一层级。
层级控制：每次处理前，记录当前队列的大小（即当前层级的节点数），仅处理该数量的节点，确保每次循环对应一个完整层级。
边界处理：若根节点为 null，直接返回空列表；若节点无左/右子树，跳过不入队。

完整代码实现

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;// 二叉树节点定义（LeetCode 题目已默认提供，此处为完整性展示）
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;}
}public class LevelOrderTraversal {public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {// 结果列表：存储每一层的节点值List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();// 边界条件：根节点为null，直接返回空结果if (root == null) {return result;}// 队列：用于BFS，存储待处理的节点（LinkedList实现Queue接口）Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();// 根节点入队，启动BFSqueue.offer(root);// 循环处理队列，直到所有层级遍历完成while (!queue.isEmpty()) {// 1. 记录当前层级的节点数（关键：确保只处理当前层的节点）int currentLevelSize = queue.size();// 存储当前层级的节点值List<Integer> currentLevel = new ArrayList<>();// 2. 遍历当前层级的所有节点for (int i = 0; i < currentLevelSize; i++) {// 节点出队TreeNode node = queue.poll();// 将当前节点值加入当前层级列表currentLevel.add(node.val);// 3. 左子节点非null则入队（下一层级节点）if (node.left != null) {queue.offer(node.left);}// 右子节点非null则入队（下一层级节点）if (node.right != null) {queue.offer(node.right);}}// 4. 当前层级处理完毕，加入结果列表result.add(currentLevel);}return result;}// 测试用例（示例1）public static void main(String[] args) {LevelOrderTraversal solution = new LevelOrderTraversal();// 构建示例1的二叉树：root = [3,9,20,null,null,15,7]TreeNode root = new TreeNode(3);root.left = new TreeNode(9);root.right = new TreeNode(20);root.right.left = new TreeNode(15);root.right.right = new TreeNode(7);// 执行层序遍历List<List<Integer>> result = solution.levelOrder(root);// 输出结果（预期：[[3], [9,20], [15,7]]）System.out.println(result);}
}

代码解释

TreeNode 类：定义二叉树节点结构，包含值、左子树和右子树引用（LeetCode 环境中无需手动定义，此处为便于本地测试）。
levelOrder 方法：
- 初始化：result 存储最终结果，queue 用于BFS，根节点入队启动遍历。
- 层级循环：队列非空时，记录当前层级节点数 currentLevelSize，确保仅处理当前层节点。
- 节点处理：弹出队列节点，加入当前层级列表；若存在左/右子节点，入队待处理（下一层级）。
- 结果收集：当前层级遍历完毕后，将其加入 result。
main 方法：构建示例1的二叉树，调用 levelOrder 方法并输出结果，验证逻辑正确性。