层序遍历

思路： 需要借用一个辅助数据结构即队列来实现，队列先进先出，符合一层一层遍历的逻辑，而用栈先进后出适合模拟深度优先遍历也就是递归的逻辑。
而这种层序遍历方式就是图论中的广度优先遍历，只不过我们应用在二叉树上。
使用队列实现二叉树广度优先遍历，动画如下：

注意： 不要忽略root为空的情况，否则会报错。

/**
 * 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>> levelOrder(TreeNode root) {
        
        Deque<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        List<List<Integer>> res=new ArrayList<>();
        if(root==null) return res;
        queue.add(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            int len=queue.size();
            List<Integer> temp=new ArrayList<>();
            for(int i=0;i<len;i++){
                TreeNode cur=queue.poll();
                temp.add(cur.val);
                if(cur.left!=null) queue.add(cur.left);
                if(cur.right!=null) queue.add(cur.right);
            }
            res.add(temp);
        }
        return res;
    }
}

226.翻转二叉树

可以发现想要翻转它，其实就把每一个节点的左右孩子交换一下就可以了。

关键在于遍历顺序，前中后序应该选哪一种遍历顺序？ （一些同学这道题都过了，但是不知道自己用的是什么顺序）

这道题目使用前序遍历和后序遍历都可以，唯独中序遍历不方便，因为中序遍历会把某些节点的左右孩子翻转了两次！建议拿纸画一画，就理解了。

以递归的前序遍历为例

/**
 * 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>> levelOrder(TreeNode root) {
        
        Deque<TreeNode> queue=new LinkedList<>();
        List<List<Integer>> res=new ArrayList<>();
        if(root==null) return res;
        queue.add(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            int len=queue.size();
            List<Integer> temp=new ArrayList<>();
            for(int i=0;i<len;i++){
                TreeNode cur=queue.poll();
                temp.add(cur.val);
                if(cur.left!=null) queue.add(cur.left);
                if(cur.right!=null) queue.add(cur.right);
            }
            res.add(temp);
        }
        return res;
    }
}

101.对称二叉树

思路： 首先想清楚，判断对称二叉树要比较的是哪两个节点，要比较的可不是左右节点！

对于二叉树是否对称，要比较的是根节点的左子树与右子树是不是相互翻转的，理解这一点就知道了其实我们要比较的是两个树（这两个树是根节点的左右子树），所以在递归遍历的过程中，也是要同时遍历两棵树。

1. 确定递归函数的参数和返回值

因为我们要比较的是根节点的两个子树是否是相互翻转的，进而判断这个树是不是对称树，所以要比较的是两个树，参数自然也是左子树节点和右子树节点。

返回值自然是bool类型。

代码如下：

public boolean compare(TreeNode left,TreeNode right)

2.确定终止条件

要比较两个节点数值相不相同，首先要把两个节点为空的情况弄清楚！否则后面比较数值的时候就会操作空指针了。

节点为空的情况有：（注意我们比较的其实不是左孩子和右孩子，所以如下我称之为左节点右节点）

左节点为空，右节点不为空，不对称，return false
左不为空，右为空，不对称 return false
左右都为空，对称，返回true
此时已经排除掉了节点为空的情况，那么剩下的就是左右节点不为空：

左右都不为空，比较节点数值，不相同就return false
此时左右节点不为空，且数值也不相同的情况我们也处理了。

代码如下：

if(left==null && right==null) return true;//两个都为空
        else if(left==null&&right!=null || left!=null&&right==null) return false;//其中一个为空
        else if(left.val!=right.val) return false;//都不为空

注意上面最后一种情况，我没有使用else，而是else if， 因为我们把以上情况都排除之后，剩下的就是 左右节点都不为空，且数值相同的情况。

3. 确定单层递归的逻辑

此时才进入单层递归的逻辑，单层递归的逻辑就是处理 左右节点都不为空，且数值相同的情况。

比较二叉树外侧是否对称：传入的是左节点的左孩子，右节点的右孩子。
比较内侧是否对称，传入左节点的右孩子，右节点的左孩子。
如果左右都对称就返回true ，有一侧不对称就返回false 。
代码如下：

boolean in=compare(left.right,right.left);
            boolean out=compare(left.left,right.right);
            return in&&out;

如上代码中，我们可以看出使用的遍历方式，左子树左右中，右子树右左中，所以我把这个遍历顺序也称之为“后序遍历”（尽管不是严格的后序遍历）。

/**
 * 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 boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        if(root==null) return true;
        else return compare(root.left,root.right);
    }
    public boolean compare(TreeNode left,TreeNode right){
    //充分考虑空节点的情况，防止出现空指针异常
        if(left==null && right==null) return true;
        else if(left==null&&right!=null || left!=null&&right==null) return false;
        else if(left.val!=right.val) return false;
        else{
            boolean in=compare(left.right,right.left);
            boolean out=compare(left.left,right.right);
            return in&&out;
        }
    }
}