二叉树层序遍历，锯齿层序遍历

二叉树层序遍历

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）。

https://leetcode.cn/problems/binary-tree-level-order-traversal/description/

利用队列先进先出的特性，一层一层遍历二叉树；每次先记下当前层节点总数，循环处理这一层所有节点，同时把它们的左右孩子入队，实现分层收集结果。

/**
 * 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) {
        // res：保存最终分层结果
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        // BFS队列，存放待访问节点
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();

        // 根节点为空，直接返回空结果，避免空指针
        if (root == null) {
            return res;
        }
        // 根节点入队，启动层序遍历
        q.add(root);

        // 队列不为空，说明还有节点没遍历
        while (!q.isEmpty()) {
            // level：临时集合，存放当前一层的节点值
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
            // size：锁定当前层节点数量，用来分层
            int size = q.size();

            // 循环处理当前层所有节点
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                // 队首节点出队
                TreeNode cur = q.poll();
                // 记录当前节点的值
                level.add(cur.val);
                // 左子节点非空，入队
                if (cur.left != null) {
                    q.add(cur.left);
                }
                // 右子节点非空，入队
                if (cur.right != null) {
                    q.add(cur.right);
                }
            }
            // 当前一层收集完毕，加入最终结果
            res.add(level);
        }
        return res;
    }
}

二叉树的锯齿形层序遍历

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 锯齿形层序遍历 。（即先从左往右，再从右往左进行下一层遍历，以此类推，层与层之间交替进行）。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[20,9],[15,7]]

基于普通队列层序遍历，加方向标记，按需反转本层

/**
 * 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>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res; // 判空
        
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);
        boolean r = true;

        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<>(); // 每层新建！
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode cur = queue.poll();
                list.add(cur.val);
                if (cur.left != null) queue.add(cur.left);
                if (cur.right != null) queue.add(cur.right);
            }
            if (!r) {
                Collections.reverse(list);
            }
            res.add(list);
            r = !r;
        }
        return res;
    }
}