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leetcode二叉树的层次遍历---C++实现_如何实现树的层序输入

如何实现树的层序输入

102 二叉树的层序遍历

leetcode 102 二叉树的层序遍历

题述:
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:[]

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> result;
        queue<TreeNode*> que;

        if(root)
        {
            que.push(root);
        }

        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            vector<int> vec;

            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node=que.front();
                que.pop();
                
                vec.push_back(node->val);
                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
            }
            result.push_back(vec);
        }

        return result;
    }
};
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107. 二叉树的层序遍历 II

leetcode 107. 二叉树的层序遍历 II

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:
在这里插入图片描述

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:[]

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrderBottom(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> result;
        queue<TreeNode*> que;

        if(root)
        {
            que.push(root);
        }
        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            vector<int> vec;

            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node=que.front();
                que.pop();
                vec.push_back(node->val);

                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
            }
            result.push_back(vec);
        }

        reverse(result.begin(),result.end());
        
        return result;
    }
};
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199. 二叉树的右视图

leetcode 199. 二叉树的右视图

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:

在这里插入图片描述

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: []

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> rightSideView(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        queue<TreeNode*> que;

        if(root)
        {
            que.push(root);
        }
        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();

            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node=que.front();
                que.pop();

                if(i==size-1)
                {
                    result.push_back(node->val);
                }

                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
            }
        }

        return result;
    }
};
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637. 二叉树的层平均值

leetcode 637. 二叉树的层平均值

题述:

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:

在这里插入图片描述

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:

在这里插入图片描述

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

C++实现:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<double> averageOfLevels(TreeNode* root) {
        vector<double> result;
        queue<TreeNode*> que;

        if(root)
        {
            que.push(root);
        }
        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            double sum=0;

            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node=que.front();
                que.pop();

                sum+=node->val;
                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
            }
            sum=sum/size;
            result.push_back(sum);
        }

        return result;
    }
};
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429. N 叉树的层序遍历

leetcode 429. N 叉树的层序遍历

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:

在这里插入图片描述

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

示例 2:

在这里插入图片描述

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]]

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    vector<Node*> children;

    Node() {}

    Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    Node(int _val, vector<Node*> _children) {
        val = _val;
        children = _children;
    }
};
*/

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(Node* root) {
        vector<vector<int>> result;
        queue<Node*> que;

        if(root)
        {
            que.push(root);
        }

        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            vector<int> vec;

            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                Node* node=que.front();
                que.pop();
                vec.push_back(node->val);
                for(int i=0;i<node->children.size();i++)
                {
                    if(node->children[i])
                    {
                        que.push(node->children[i]);
                    }
                }
            }

            result.push_back(vec);
        }

        return result;
    }
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515. 在每个树行中找最大值

leetcode 515. 在每个树行中找最大值

题述:

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:

在这里插入图片描述

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]

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> largestValues(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        queue<TreeNode*> que;
        if(root)
        {
            que.push(root);
        }
        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            int maxValue=INT_MIN;
            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node=que.front();
                que.pop();
                maxValue=node->val>maxValue?node->val:maxValue;
                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }

                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
            }
            result.push_back(maxValue);
        }

        return result;
    }
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116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

leetcode 116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针

题述:
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:

在这里插入图片描述

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:[]

C++代码实现:

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* next;

    Node() : val(0), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val) : val(_val), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right, Node* _next)
        : val(_val), left(_left), right(_right), next(_next) {}
};
*/

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        queue<Node*> que;
        if(root)
        {
            que.push(root);
        }

        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            Node* node;
            Node* nodePre;

            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                if(i==0)
                {
                    nodePre=que.front();
                    que.pop();
                    node=nodePre;
                }
                else
                {
                    node=que.front();
                    que.pop();
                    nodePre->next=node;
                    nodePre=nodePre->next;
                }
                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
                nodePre->next=NULL;
            }
        }

        return root;
    }
};
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117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II

leetcode 117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II
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。

示例 1:
在这里插入图片描述

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:[]

C++代码实现如下:

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* next;

    Node() : val(0), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val) : val(_val), left(NULL), right(NULL), next(NULL) {}

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right, Node* _next)
        : val(_val), left(_left), right(_right), next(_next) {}
};
*/

class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
        queue<Node*> que;
        if(root)
        {
            que.push(root);
        }
        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            Node* nodePre;
            Node* node;
            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                if(i==0)
                {
                    nodePre=que.front();
                    que.pop();
                    node=nodePre;
                }
                else
                {
                    node=que.front();
                    que.pop();
                    nodePre->next=node;
                    nodePre=nodePre->next;
                }
                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
            }
            nodePre->next=NULL;
        }

        return root;
    }
};
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104. 二叉树的最大深度

leetcode 104. 二叉树的最大深度
给定一个二叉树,找出其最大深度。

二叉树的深度为根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。

示例:

给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7],

在这里插入图片描述

返回它的最大深度 3 。

C++递归:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int maxDepth(TreeNode* root) {
        //递归
        if(root==NULL)
        {
            return 0;
        }
        int leftMaxDepth=maxDepth(root->left);
        int rightMaxDepth=maxDepth(root->right);

        return leftMaxDepth>rightMaxDepth?leftMaxDepth+1:rightMaxDepth+1;
    }
};
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C++非递归:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int maxDepth(TreeNode* root) {
        if(root==NULL)
        {
            return 0;
        }
        int depth=0;
        queue<TreeNode*> que;
        que.push(root);
        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            depth++;
            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node=que.front();
                que.pop();
                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
            }
        }

        return depth;
    }
};
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111. 二叉树的最小深度

leetcode 111. 二叉树的最小深度

题述:
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:
在这里插入图片描述

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

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int minDepth(TreeNode* root) {
        if(root==NULL)
        {
            return 0;
        }
        if(root->left==NULL && root->right)
        {
            return 1+minDepth(root->right);
        }
        if(root->left && root->right==NULL)
        {
            return 1+minDepth(root->left);
        }

        return 1+min(minDepth(root->left),minDepth(root->right));
    }
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C++非递归:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int minDepth(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if(root==NULL)
        {
            return 0;
        }
        que.push(root);
        int depth=0;
        while(!que.empty())
        {
            int size=que.size();
            depth++;

            for(int i=0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node=que.front();
                que.pop();

                if(node->left)
                {
                    que.push(node->left);
                }
                if(node->right)
                {
                    que.push(node->right);
                }
                if(node->left==nullptr && node->right==nullptr)
                {
                    return depth;
                }
            }
        }

        return depth;
    }
};
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