树与图中等2 种解法

#102二叉树的层序遍历

按从上到下、每层从左到右的顺序返回节点值。

#二叉树#广度优先搜索#深度优先搜索

原题

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：

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

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解题主线

BFS 在每轮开始时固定当前队列长度，即可准确切分层。
DFS 可用深度作为结果列表下标。

解法 1：队列层序遍历

每轮消费队列中已有的整层节点，并把下一层加入队尾。

时间复杂度： O(n)
空间复杂度： O(w)

JAVA

import java.util.*;

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    TreeNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        // 每个节点只归入其深度对应的结果层，层内保持从左到右的访问顺序。
        // 处理当前层时必须固定边界，不能把遍历期间发现的下一层节点混入其中。
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (root == null) return result;
        Deque<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            List<Integer> level = new ArrayList<>(size);
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode node = queue.poll();
                level.add(node.val);
                if (node.left != null) queue.offer(node.left);
                if (node.right != null) queue.offer(node.right);
            }
            result.add(level);
        }
        return result;
    }
}

解法 2：按深度递归

先序 DFS 时把节点加入与 depth 对应的列表。

时间复杂度： O(n)
空间复杂度： O(h)，不计返回结果

JAVA

import java.util.*;

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    TreeNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        // 每个节点只归入其深度对应的结果层，层内保持从左到右的访问顺序。
        // 处理当前层时必须固定边界，不能把遍历期间发现的下一层节点混入其中。
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        dfs(root, 0, result);
        return result;
    }

    private void dfs(TreeNode node, int depth, List<List<Integer>> result) {
        if (node == null) return;
        if (depth == result.size()) result.add(new ArrayList<>());
        result.get(depth).add(node.val);
        dfs(node.left, depth + 1, result);
        dfs(node.right, depth + 1, result);
    }
}

边界与易错点

遍历当前层时队列会动态增长，循环上界必须提前保存。

整理来源

由旧仓库源码复核、去重并整理；展示代码已按 Java 21 语义修正明显问题。

leetcode/src/main/java/tree/Q102_levelOrder.java