题目描述

题目：二叉树的层次遍历

给定一个二叉树，请你按从根节点开始从上到下的顺序，逐层遍历二叉树的所有节点，同一层的节点从左到右依次输出。

示例：

给定如下二叉树：

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

其层次遍历的结果为：

[3, 9, 20, 15, 7]

解题思路

层次遍历通常使用队列（Queue）来实现。首先将根节点入队，然后不断循环进行以下操作：

1. 从队列中取出一个节点，访问它（此处为加入结果列表）。
2. 如果该节点有左子节点，则将左子节点入队。
3. 如果该节点有右子节点，则将右子节点入队。
4. 重复步骤1至3，直到队列为空。

PHP 示例代码

<?php

class TreeNode {
    public $val;
    public $left;
    public $right;
    
    function __construct($val = 0, $left = null, $right = null) {
        $this->val = $val;
        $this->left = $left;
        $this->right = $right;
    }
}

function levelOrder($root) {
    if ($root === null) {
        return [];
    }
    
    $result = [];
    $queue = new SplQueue();
    $queue->enqueue($root);
    
    while (!$queue->isEmpty()) {
        $levelSize = $queue->count();
        $levelNodes = [];
        
        for ($i = 0; $i < $levelSize; $i++) {
            $node = $queue->dequeue();
            $levelNodes[] = $node->val;
            
            if ($node->left !== null) {
                $queue->enqueue($node->left);
            }
            
            if ($node->right !== null) {
                $queue->enqueue($node->right);
            }
        }
        
        $result[] = $levelNodes;
    }
    
    // 如果题目要求输出扁平化结果，则合并$result
    return array_merge(...$result);
}

// 示例用法
$root = new TreeNode(3);
$root->left = new TreeNode(9);
$root->right = new TreeNode(20);
$root->right->left = new TreeNode(15);
$root->right->right = new TreeNode(7);

$result = levelOrder($root);
print_r($result);
?>

注意：上述 PHP 示例中，我假设了题目要求输出扁平化后的数组，如果题目要求每层作为一个子数组返回，则可以去掉最后一行的 array_merge(...$result)，直接返回 $result。

Python 示例代码

from collections import deque

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

def levelOrder(root):
    if not root:
        return []
    
    result = []
    queue = deque([root])
    
    while queue:
        level_size = len(queue)
        level_nodes = []
        
        for _ in range(level_size):
            node = queue.popleft()
            level_nodes.append(node.val)
            
            if node.left:
                queue.append(node.left)
            
            if node.right:
                queue.append(node.right)
        
        result.append(level_nodes)
    
    # 如果题目要求输出扁平化结果，则合并result
    return [item for sublist in result for item in sublist]

# 示例用法
root = TreeNode(3)
root.left = TreeNode(9)
root.right = TreeNode(20)
root.right.left = TreeNode(15)
root.right.right = TreeNode(7)

result = levelOrder(root)
print(result)

JavaScript 示例代码

class TreeNode {
    constructor(val, left, right) {
        this.val = (val===undefined ? 0 : val)
        this.left = (left===undefined ? null : left)
        this.right = (right===undefined ? null : right)
    }
}

function levelOrder(root) {
    if (!root) {
        return [];
    }
    
    let result = [];
    let queue = [root];
    
    while (queue.length > 0) {
        let levelSize = queue.length;
        let levelNodes = [];
        
        for (let i = 0; i < levelSize; i++) {
            let node = queue.shift();
            levelNodes.push(node.val);
            
            if (node.left) {
                queue.push(node.left);
            }
            
            if (node.right) {
                queue.push(node.right);
            }
        }
        
        result.push(levelNodes);
    }
    
    // 如果题目要求输出扁平化结果，则合并result
    return result.reduce((acc, val) => acc.concat(val), []);
}

// 示例用法
let root = new TreeNode(3);
root.left = new TreeNode(9);
root.right = new TreeNode(20);
root.right.left = new TreeNode(15);
root.right.right = new TreeNode(7);

let result = levelOrder(root);
console.log(result);

在以上三个示例中，我都考虑了如果题目要求输出扁平化数组的情况，并给出了相应的转换方法。如果题目没有这样的要求，直接返回 result 即可，其中 result 包含了每一层的节点值作为子数组。