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  • [LeetCode]Serialize and Deserialize Binary Tree

    题目链接:Serialize and Deserialize Binary Tree

    题目内容:

    Serialization is the process of converting a data structure or object into a sequence of bits so that it can be stored in a file or memory buffer, or transmitted across a network connection link to be reconstructed later in the same or another computer environment.

    Design an algorithm to serialize and deserialize a binary tree. There is no restriction on how your serialization/deserialization algorithm should work. You just need to ensure that a binary tree can be serialized to a string and this string can be deserialized to the original tree structure.

    For example, you may serialize the following tree

        1
       / 
      2   3
         / 
        4   5
    
    as "[1,2,3,null,null,4,5]", just the same as how LeetCode OJ serializes a binary tree. You do not necessarily need to follow this format, so please be creative and come up with different approaches yourself.

    Note: Do not use class member/global/static variables to store states. Your serialize and deserialize algorithms should be stateless.


    题目描述:

    题目要求对一个用TreeNode链表存储的二叉树进行序列化与反序列化,最后得到原始的TreeNode链表则说明成功。

    因为题目并不关心中间过程得到的序列化串,因此不必拘泥于LeetCode常用的表示法,而可以使用自己的表示法。

    为了方便重建,我们使用前序遍历,并且每当碰到一个NULL孩子,就存储一个#字符。

    这样来说,在存储题目给出的树的时候,我们会得到[1,2,#,#,3,4,#,#,5,#,#,]这么一个字符串。

    在还原时,只需要按照前序遍历的方式递归着解析这个序列化串,使用的核心方法为字符串的substr、find方法,该方法常用的形式有两种:①str.substr(location),这个方法会返回str从location开始到结尾的字串。②str.substr(location,len),这个方法会返回[location,location+len)区间的字符串,注意右面为开区间。str.find(charset)将返回str中第一个匹配到的charset的位置。

    【具体实现】

    为了方便递归,我们定义两个类的私有方法。

    1.序列化

    按照前序遍历的规则访问root,对于root为NULL的情况拼接#,其他情况拼接结点的数字,为了实现数字到字符串的转换,使用stringstream。

    2.反序列化

    递归函数的参数为(TreeNode *&root, string &data),根据data分割出的值val来决定root的值,如果val是#,则说明这是一个空结点,直接令root=NULL,否则创建一个新的TreeNode作为root,注意解析val值使用的是C函数atoi,需要用字符串的c_str()方法得到char*字符串,继续递归root的左右儿子,注意此时传入的data是已经去掉处理完部分的字串。反序列化的递归顺序与前序遍历保持一致。

    代码如下:

    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * struct TreeNode {
     *     int val;
     *     TreeNode *left;
     *     TreeNode *right;
     *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
     * };
     */
    class Codec {
    public:
    
        // Encodes a tree to a single string.
        string serialize(TreeNode* root) {
            string res;
            preOrderSerialize(root,res);
            cout << res;
            return res;
        }
    
        // Decodes your encoded data to tree.
        TreeNode* deserialize(string data) {
            TreeNode *root = NULL;
            preOrderDeserialize(root,data);
            return root;
        }
    private:
    
        void preOrderSerialize(TreeNode *root, string &str){
            if(!root){
                str += "#,";
                return;
            }
            stringstream ss;
            ss << root->val;
            str += ss.str();
            str += ",";
            preOrderSerialize(root->left,str);
            preOrderSerialize(root->right,str);
        }
        
        void preOrderDeserialize(TreeNode *&root, string &data){
            if(data.length() == 0) return;
            string tmp = data.substr(0,data.find(','));
            data = data.substr(data.find(',')+1);
            if(tmp.compare("#") == 0) root = NULL;
            else{
                root = new TreeNode(atoi(tmp.c_str()));
                preOrderDeserialize(root->left,data);
                preOrderDeserialize(root->right,data);
            }
        }
        
    };
    
    
    
    // Your Codec object will be instantiated and called as such:
    // Codec codec;
    // codec.deserialize(codec.serialize(root));


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