C++算法题 - 二叉树层次遍历

199. 二叉树的右视图

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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:
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: []

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

思路：用队列

/**
 * 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) {
        if(root == nullptr) return {};
        queue<TreeNode*> q;
        TreeNode* r = root;
        vector<int> rec;
        q.push(root);
        while(!q.empty()){
            TreeNode* node = q.front();
            if(node->left != nullptr)  q.push(node->left);
            if(node->right != nullptr) q.push(node->right);
            if(node == r){
                rec.push_back(node->val);
                r = q.back();
            }
            q.pop();
        }
        return rec;
    }
};

637. 二叉树的层平均值

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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：
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]

提示：
树中节点数量在 [1, 10^4] 范围内
-2^31 <= Node.val <= 2^31 - 1

思路：用队列

/**
 * 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) {
        queue<TreeNode*> q;
        TreeNode* r = root;
        q.push(root);
        int count = 0;
        double sum = 0;
        vector<double> rec;
        while(!q.empty()){
            TreeNode* node = q.front();
            if(node->left != nullptr)   q.push(node->left);
            if(node->right != nullptr)  q.push(node->right);
            count ++;
            sum += node->val;
            if(node == r){
                rec.push_back(sum / count);
                sum = 0;
                count = 0;
                r = q.back();
            }
            q.pop();
        }
        return rec;
    }
};

102. 二叉树的层序遍历

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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

思路：队列

/**
 * 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) {
        if(root == nullptr) return {};
        queue<TreeNode*> q;
        TreeNode* r = root;
        q.push(root);
        vector<vector<int>> rec;
        vector<int> temp;
        while(!q.empty()){
            TreeNode* node = q.front();
            if(node->left != nullptr)   q.push(node->left);
            if(node->right != nullptr)  q.push(node->right);
            temp.push_back(node->val);
            if(node == r){
                rec.push_back(temp);
                temp.clear();
                r = q.back();
            }
            q.pop();
        }
        return rec;
    }
};

103. 二叉树的锯齿形层序遍历

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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],[20,9],[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
-100 <= Node.val <= 100

思路：先层次遍历，之后再考虑翻转

/**
 * 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>> zigzagLevelOrder(TreeNode* root) {
        if(root == nullptr) return {};
        queue<TreeNode*> q;
        TreeNode* r = root;
        q.push(root);
        vector<vector<int>> rec;
        vector<int> temp;
        while(!q.empty()){
            TreeNode* node = q.front();
            if(node->left != nullptr)   q.push(node->left);
            if(node->right != nullptr)  q.push(node->right);
            temp.push_back(node->val);
            if(node == r){
                rec.push_back(temp);
                temp.clear();
                r = q.back();
            }
            q.pop();
        }
        vector<vector<int>> recc;
        for(int i = 0; i < rec.size(); i++){
            if(i % 2 == 1){
                recc.push_back(reserve(rec[i]));
            }else{
                recc.push_back(rec[i]);
            }
        }
        return recc;
    }
    vector<int> reserve(vector<int> t){
        int left = 0, right = t.size()-1;
        while(left < right){
            swap(t[left], t[right]);
            left ++;
            right --;
        }
        return t;
    }
};