《剑指offer》第61题 序列化二叉树

题目描述

请实现两个函数，分别用来序列化和反序列化二叉树

二叉树的序列化是指：把一棵二叉树按照某种遍历方式的结果以某种格式保存为字符串，从而使得内存中建立起来的二叉树可以持久保存。序列化可以基于先序、中序、后序、层序的二叉树遍历方式来进行修改，序列化的结果是一个字符串，序列化时通过 某种符号表示空节点（#），以 ！ 表示一个结点值的结束（value!）。

二叉树的反序列化是指：根据某种遍历顺序得到的序列化字符串结果str，重构二叉树。

例如，我们可以把一个只有根节点为1的二叉树序列化为"1,"，然后通过自己的函数来解析回这个二叉树

解题思路

思路一：中序遍历
利用队列来进行操作
代码如下：

import java.util.*;
//层序遍历
public class Solution {
    String Serialize(TreeNode root){
        StringBuffer sb=new StringBuffer();
        Queue<TreeNode> queue=new LinkedList<TreeNode>();
        if(root !=null)
            queue.add(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            TreeNode node=queue.poll();
            if(node !=null){
                queue.offer(node.left);
                queue.offer(node.right);
                sb.append(node.val+",");
            }else{
                sb.append("#"+",");
            }
        }
        if(sb.length() != 0)
            sb.deleteCharAt(sb.length()-1);
        return sb.toString();
  }
    //针对中序进行反序列化
    TreeNode Deserialize(String str){
        TreeNode head =null;
        if(str == null || str.length()==0)
            return head;
        String[] nodes = str.split(",");
        TreeNode[] treeNodes=new TreeNode[nodes.length];
        for(int i=0;i<nodes.length;i++){
            if(!nodes[i].equals("#"))
                treeNodes[i]=new TreeNode(Integer.valueOf(nodes[i]));
        }
        for(int i=0,j=1;j<treeNodes.length;i++){
            if(treeNodes[i] != null){
                treeNodes[i].left=treeNodes[j++];
                treeNodes[i].right=treeNodes[j++];
            }
        }
        return treeNodes[0];
  }
}

思路二：前序遍历
利用栈来进行操作
代码如下

public class Solution {
    String Serialize(TreeNode root) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        getSerializeString(root, sb);
        if(sb.length() != 0)
            sb.deleteCharAt(sb.length()-1);
        return sb.toString();
      }
    getSerializeString(TreeNode root, StringBuilder sb){
        if(root == null)
            sb.append("#,");
        else{
            sb.append(root.val + ",");
            getSerializeString(root.left, sb);
            getSerializeString(root.right, sb);
        }
    }
    TreeNode Deserialize(String str) {
       if(str == null || str.length() == 0 || str.length() ==1)
            return null;
        String[] nodes = str.split(",");
        TreeNode[] treeNodes = new TreeNode[nodes.length];
        for(int i=0; i<nodes.length; i++){
            if(!nodes[i].equals("#"))
                treeNodes[i] = new TreeNode(Integer.valueOf(nodes[i]));
        }
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(treeNodes[0]);
        int i = 1;
        while(treeNodes[i] != null){
            stack.peek().left = treeNodes[i];
            stack.push(treeNodes[i++]);
        }
        while(!stack.isEmpty()){
            stack.pop().right = treeNodes[++i];
            if(treeNodes[i] != null){
                stack.push(treeNodes[i++]);
                while(treeNodes[i] != null){
                    stack.peek().left = treeNodes[i];
                    stack.push(treeNodes[i++]);
                }
            }
        }
        return treeNodes[0];
      }
}

另一种代码

public class Solution {
    /**
    1.序列化是指通过前序遍历把二叉树变成数组
    2.反序列化是指重建二叉树
    */
    //前序遍历序列化，null序列化为‘#’,index 为全局变量
    int index;
    String Serialize(TreeNode root) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer();
        if(root == null){
            sb.append("#,");
            return sb.toString();
        }
        sb.append(root.val+",");
        sb.append(Serialize(root.left));
        sb.append(Serialize(root.right));
        return sb.toString();
  }
    TreeNode Deserialize(String str) {
        //先判空
        if(str == null){
            return null;
        }
        index = -1;
        String[] strSeg = str.split(",");
        return DeserializeStr(strSeg);
  }
    public TreeNode DeserializeStr(String[] strSeg){
        index++;
        TreeNode treeNode = null;
        //字符串比较大小：== 不仅内容相同，引用地址也要相同（String类是不变类）！ .equals(""):内容相同即可
        if(!strSeg[index].equals("#")){
            //新建此结点,字符串和包装类的转换
               treeNode = new TreeNode(Integer.valueOf(strSeg[index]));
            treeNode.left = DeserializeStr(strSeg);
            treeNode.right = DeserializeStr(strSeg);
        }
        return treeNode;
    }
}

参考资料

https://www.nowcoder.com/questionTerminal/cf7e25aa97c04cc1a68c8f040e71fb84?f=discussion