剑指offer——把二叉树打印成多行

继续练习二叉树，原题目链接：把二叉树打印成多行。

题目描述：

从上到下按层打印二叉树，同一层结点从左至右输出。每一层输出一行。

解题思路：

从上到下打印，从左到右输出；实质是要考察二叉树的遍历，不同于三种常用的遍历。

首先从根节点开始遍历；遍历到每个结点，就把该结点的左右结点一起存起来；由于需要返回的是一个列表，所以可以将打印输出改为存放到列表。

对于结点，可以使用队列进行存储，每遍历到一个结点，就把其左右子结点存入队列末尾；将队首结点的值打印，然后从队列取出该结点。

具体操作如下：

对该树的打印过程：

 参考了博文：从上往下打印二叉树（Java）。

实现代码如下：

 注意：

使用队列的时候，不能直接new Queue；因为Queue是一个抽象类，而LinkedList类实现了Queue接口，因此我们可以把LinkedList当成Queue来用。

另外add()和remove()方法在失败的时候会抛出异常；所以一般使用offer()来加入元素，使用poll()来获取并移出元素。

参考了博文：Queue：poll、offer、element、peek。

    ArrayList<Integer> Print(TreeNode pRoot){
        //新建一个存放树的值的集合
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        if(pRoot == null){  //当树为空时，应该返回空，而不是null
            return list;
        }

        //建立队列存放树结点
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(pRoot);
        while(!queue.isEmpty()){
            //每次需要将队首的结点值存在list中，然后去除该结点
            TreeNode node = queue.poll();
            list.add(node.val);
            //每次将移除结点的左右节点加入队列
             if(node.left != null){
                 queue.offer(node.left);
             }
             if(node.right != null){
                 queue.offer(node.right);
             }
        }
        return list;
    }

以上确实能够将二叉树按行进行打印，最终输出一行；但是，题目要求的最终输出并不是一行，而是多行；所以需要确定何时进行分行；按照上面的思路，是每次都把下一层的结点往后面加；若要分行，那便可以在添加下层结点之前先判断一下本层有多少个结点；当本层的结点都出队之后，打印一个换行即可；本题中则是再新建一个集合即可。

实现代码如下：

    ArrayList<ArrayList<Integer> > Print(TreeNode pRoot) {
        //新建一个存放树的值的集合，分行存储
        ArrayList<ArrayList<Integer>> list = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
        if(pRoot == null){  //当树为空时，应该返回空，而不是null
            return list;
        }
        //建立队列存放树结点
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
        queue.offer(pRoot);
        while(!queue.isEmpty()){
            //判断当前层结点的个数
            int num = queue.size();
            TreeNode node;
            // 为每层结点定义一个结合
            ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<Integer>();
            while(num > 0){
                //每次需要将队首的结点值存在arrayList集合中，然后去除该结点
                node = queue.poll();
                num--;
                arrayList.add(node.val);
                //每次将移除结点的左右节点加入队列
                if(node.left != null){
                    queue.offer(node.left);
                }
                if(node.right != null){
                    queue.offer(node.right);
                }
            }
            //将该层结点值的集合加入list中
            list.add(arrayList);
        }
        return list;
    }

此代码已通过测试。