题目依旧来自《剑指Offer》和牛客网在线编程。
【题目】请实现一个函数按照之字形打印二叉树，即第一行按照从左到右的顺序打印，第二层按照从右至左的顺序打印，第三行按照从左到右的顺序打印，其他行以此类推。
import java.util.ArrayList;
/*
public class TreeNode {
int val = 0;
TreeNode left = null;
TreeNode right = null;
public TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
*/
public class Solution {
public ArrayList<ArrayList<Integer> > Print(TreeNode pRoot) {
}
}
【分析1】首先我们根据题目的描述，能够找到该题的解决模型为二叉树的层次遍历。只不过普通的层次遍历是针对每一层都只是从左到右遍历。这里题目要求奇数层是从左到右遍历，而偶数层则是从右到左遍历的。
【分析2】我们知道二叉树的层次遍历是通过队列来实现的，队列的特点就是先进先出（FIFO），因此能实现在奇数层从左到右遍历访问。既然队列难以实现从左至右遍历，那么栈这种后进先出（LIFO）的结构能够实现从左到右访问呢？答案是肯定的。我们可以使用两个栈来实现，栈S1存放奇数层数据，栈S2存放偶数层数据。S2中的数据好理解，因为只要以先左子树再右子树的顺序进栈后，再出栈的顺序就变成了先右子树出栈，然后左子树出栈了。
【分析3】此时出现了另外一个问题，当奇数层（第一层除外）进栈后，想要实现从左到右的顺序遍历，那么在遍历上一层偶数层的结点的进栈顺序就要发生改变，不能再以默认的先左子树再右子树的顺序进栈，因为栈的特点是后进先出（LIFO）。因此分析到这里我们发现：针对奇数层对应的栈S1来说，出栈后访问结点；如果结点具有左子树，则将该结点的左子树加入到偶数栈S2中；如果结点具有右子树，则将该结点的右子树加入到偶数栈S2中。针对偶数层对应的栈S2来说，出栈后访问结点；如果结点具有右子树，则将该结点的右子树加入到奇数栈S1中；如果结点具有左子树，则将该结点的左子树加入到奇数栈S1中。
【分析4】分析到这里，我们需要解决最后一个问题，就是如何判断当前所处的层是奇数层还是偶数层。因此我们需要设置一个全局变量来记录层数，默认值为1，代表第一层。根据上面的分析，我们可以看出，由于将奇数层与偶数层分开，因此，当栈S1或栈S2为空时，说明这一层遍历完成，将层数加一。
【代码】
import java.util.*;
/*
public class TreeNode {
int val = 0;
TreeNode left = null;
TreeNode right = null;
public TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
*/
public class Solution {
public ArrayList<ArrayList<Integer> > Print(TreeNode pRoot) {
ArrayList<ArrayList<Integer> > res_list = new ArrayList<>();
int layer = 1;
//s1存奇数层节点
Stack<TreeNode> s1 = new Stack<TreeNode>();
s1.push(pRoot);
//s2存偶数层节点
Stack<TreeNode> s2 = new Stack<TreeNode>();
while(!s1.empty() || !s2.empty()){
if(layer%2 != 0){
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
while(!s1.empty()){
TreeNode t = s1.pop();
if(t != null){
list.add(t.val);
s2.push(t.left);
s2.push(t.right);
}
}
if (!list.isEmpty()) {
res_list.add(list);
layer++;
}
}else{
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
while(!s2.empty()){
TreeNode t = s2.pop();
if(t != null){
list.add(t.val);
s1.push(t.right);
s1.push(t.left);
}
}
if (!list.isEmpty()) {
res_list.add(list);
layer++;
}
}
}
return res_list;
}
}