前言

层序遍历作为二叉树遍历的基本遍历，一般来说只能用迭代来解。但是分层输出则既可用迭代，又可配合level用前序遍历来解。

一、二叉树层序遍历分层

二、递归与迭代

package com.xhu.offer.everyday;import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;//层序遍历
public class LevelOrder {/*target:对二叉树进行层次遍历。如何拿到每一层节点？每一层节点都是上层节点的左右孩子，只要有序拿到上层parent，就能有序拿到下层children。以root开始，以队列来体现有序进出。如何明确的分层？记录每一层的size，取一个就减一个直到为0，再取队列的size作为当前层的cnt.*/public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {List<List<Integer>> rs = new ArrayList<>();if (null == root) return rs;Queue<TreeNode> cur = new LinkedList<>();cur.add(root);//bug1:root为null时，也会作为TreeNode的null状态加入队列。int cnt = cur.size();List<Integer> el = new ArrayList<>();while (!cur.isEmpty()) {TreeNode node = cur.poll();el.add(node.val);if (node.left != null) cur.add(node.left);if (null != node.right) cur.add(node.right);if (--cnt == 0) {rs.add(el);el = new ArrayList<>();cnt = cur.size();}}return rs;}// 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;}}}/*
用TreeNode数组 + len + cur_index来替代队列
每层有各自的list和cur_index.*/
class LevelOrder2 {/*target:对二叉树进行层次遍历。如何拿到每一层节点？每一层节点都是上层节点的左右孩子，只要有序拿到上层parent，就能有序拿到下层children。以root开始，以队列来体现有序进出。如何明确的分层？每层有各自的list和cur_index*/public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {List<List<Integer>> rs = new ArrayList<>();if (null == root) return rs;TreeNode[] cur = new TreeNode[2000];cur[0] = root;int len = 1, idx = 0, cnt = 1;List<Integer> el = new ArrayList<>();while (len != idx) {TreeNode node = cur[idx++];el.add(node.val);if (node.left != null) cur[len++] = node.left;if (null != node.right) cur[len++] = node.right;if (--cnt == 0) {rs.add(el);el = new ArrayList<>();cnt = len - idx;}}return rs;}// 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;}}}/*
鉴于每一层都放到各自的list中（结果要求），所以采用递归配合level，把节点放入相应的list即可。*/
class LevelOrder3 {/*鉴于每一层都放到各自的list中（结果要求），所以采用递归配合level，把节点放入相应的list即可。*/public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {List<List<Integer>> rs = new ArrayList<>();if (null == root) return rs;order(root, rs, 0);return rs;}/*** 递归遍历，配合level完成各层到各家。** @param root* @param rs* @param level*/private void order(TreeNode root, List<List<Integer>> rs, int level) {if (root == null) return;//前序遍历，第一次达到这种深度，则生成当前层的list。if (level == rs.size()) {List<Integer> el = new ArrayList<>();rs.add(el);}List<Integer> cur = rs.get(level);cur.add(root.val);order(root.left, rs, level + 1);order(root.right, rs, level + 1);}// 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;}}}

总结

1）层序遍历：直接迭代+队列。
2）层序遍历分层：迭代+计数；递归+level。
3）层序遍历时，秉着基本数据类型或jvm层面的数组类型快，可用TreeNode数组来代替Queue这种类，可以提高速度。

参考文献

[1] LeetCode 二叉树的层序遍历分层

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二叉树层序遍历分层[递归迭代两种思想+三种解法]

层序遍历分层的递归迭代解法

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