107 Binary Tree Level Order Traversal II 二叉树的层次遍历 II

Description:
Given a binary tree, return the bottom-up level order traversal of its nodes' values. (ie, from left to right, level by level from leaf to root).

Example:

Given binary tree [3,9,20,null,null,15,7],

return its bottom-up level order traversal as:

[
  [15,7],
  [9,20],
  [3]
]

题目描述:
给定一个二叉树，返回其节点值自底向上的层次遍历。（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：

给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7],

返回其自底向上的层次遍历为：

[
  [15,7],
  [9,20],
  [3]
]

思路:

主体思想是采用BFS(广度优先搜索), 使用队列记录每层结点

迭代, 每次遍历新的一层的时候, 记录下该层结点的数量(队列的长度), 加入到列表中, 最后插入列表的开始位置即可
递归, 用二维数组同时记录下每次遍历的结点的数量和结点
时间复杂度O(n), 空间复杂度O(n), 其中 n为树中的结点数, 因为每个结点都要访问一次

队列 queue-wiki

队列（queue），是先进先出（FIFO, First-In-First-Out）的线性表。
在具体应用中通常用链表或者数组来实现。队列只允许在后端（称为rear）进行插入操作，在前端（称为front）进行删除操作。
现实生活中可以类比排队, 只能在队尾排队, 队首的先接受服务(弹出)
操作, 队列使用两种基本操作：在尾端(rear)插入和在前端(front)删除
C++中的 STL的queue
常用函数有:
#include <queue>
q.push(item);       //将item插入队尾  
q.pop();            //删除队列前端的元素，但不会返回  
q.front();          //返回队列前端的元素，但不会删除  
q.size();           //返回队列中元素的个数  
q.empty();          //检查队列是否为空，如果为空返回true，否则返回false   

BFS(广度优先搜索)

广度优先搜索算法（英语：Breadth-First-Search，缩写为BFS），又译作宽度优先搜索，或横向优先搜索，是一种图形搜索算法。
简单的说，BFS是从根节点开始。如果所有节点均被访问，则算法中止。广度优先搜索的实现一般采用open-closed表。
BFS是一种盲目搜索法，目的是系统地展开并检查图中的所有节点，以找寻结果。换句话说，它并不考虑结果的可能地址，彻底地搜索整张图，直到找到结果为止。BFS并不使用经验法则算法。
所有因为展开节点而得到的子节点都会被加进一个先进先出的队列中
一般的实现里，其邻居节点尚未被检验过的节点会被放置在一个被称为 open 的容器中（例如队列或是链表），而被检验过的节点则被放置在被称为 closed 的容器中。（open-closed表）
步骤:

首先将根节点放入队列中。

从队列中取出第一个节点，并检验它是否为目标。如果找到目标，则结束搜索并回传结果。否则将它所有尚未检验过的直接子节点加入队列中。

若队列为空，表示整张图都检查过了——亦即图中没有欲搜索的目标。结束搜索并回传“找不到目标”。

重复步骤2。

代码:
C++:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution 
{
public:
    vector<vector<int>> levelOrderBottom(TreeNode* root) 
    {
        vector<vector<int>> result;
        if (!root) return result;
        queue<TreeNode*> q;
        q.push(root);
        while (!q.empty()) 
        {
            vector<int> temp;
            int nums = q.size();
            while (nums) 
            {
                TreeNode* cur = q.front();
                q.pop();
                temp.push_back(cur -> val);
                if (cur -> left) q.push(cur -> left);
                if (cur -> right) q.push(cur -> right);
                nums--;
            }
            result.insert(result.begin(), temp);
        }
        return result;
    }
};

Java:

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        levelOrderBottom(root, 0, result);
        return result;
    }

    private void levelOrderBottom(TreeNode root, int len, List<List<Integer>> result) {
        if (root == null) return;
        if (result.size() <= len) result.add(0, new ArrayList<>());
        result.get(result.size() - len - 1).add(root.val);
        levelOrderBottom(root.left, len + 1, result);
        levelOrderBottom(root.right, len + 1, result);
    }
}

Python:

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def levelOrderBottom(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
        if not root:
            return [];
        result = []
        queue = [root]
        while queue:
            temp = []
            nums = len(queue)
            while nums:
                cur = queue.pop(0)
                temp.append(cur.val)
                if cur.left:
                    queue.append(cur.left)
                if cur.right:
                    queue.append(cur.right)
                nums -= 1
            result.insert(0, temp)
        return result

LeetCode #107 Binary Tree Level Order Traversal II 二叉树的层次遍历 II

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107 Binary Tree Level Order Traversal II 二叉树的层次遍历 II