7.二叉樹的序列化和反序列化

描述

設計一個算法,并編寫代碼來序列化和反序列化二叉樹。將樹寫入一個文件被稱為“序列化”,讀取文件后重建同樣的二叉樹被稱為“反序列化”。如何反序列化或序列化二叉樹是沒有限制的,你只需要確保可以將二叉樹序列化為一個字符串, 并且可以將字符串反序列化為原來的樹結構。

注意事項

There is no limit of how you deserialize or serialize a binary tree,
LintCode will take your output of serialize as the input of deserialize, it won't check the result of serialize.

樣例

給出一個測試數據樣例, 二叉樹{3,9,20,#,#,15,7},表示如下的樹結構:

          3
         / \
        9  20
          /  \
         15   7

我們的數據是進行BFS遍歷得到的。當你測試結果wrong answer時,你可以作為輸入調試你的代碼。你可以采用其他的方法進行序列化和反序列化。

關鍵點

  1. 要知道序列化是什么
    http://www.lxweimin.com/writer#/notebooks/15589466/notes/16028033/preview
  2. 無論是序列化還是反序列化都需要用queue來控制結點的執行順序,當然queue的實現要根據題目需求選擇是用LinkedList()方法還是ArrayList方法,本題算法中用到大量讀取操作,若用LinkedList來實現queue不方便,本題用了ArrayList來實現queue

代碼

/**
 * Definition of TreeNode:
 * public class TreeNode {
 *     public int val;
 *     public TreeNode left, right;
 *     public TreeNode(int val) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = this.right = null;
 *     }
 * }
 */
class Solution {            
    // 加public表示全局類,該類可以import到任何類內
    // 不加public默認為保留類,只能被同一個包內的其他類引用

    /**
     * This method will be invoked first, you should design your own algorithm 
     * to serialize a binary tree which denote by a root node to a string which
     * can be easily deserialized by your own "deserialize" method later.
     */

    public String serialize(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return "{}";
        }
        
        /* 利用for循環將樹中結點全部添加到隊列里面,利用隊列來控制序列化順序
         * queue不是一個隊列,是一個數組只是名字是queue
         */
        ArrayList<TreeNode> queue = new ArrayList<TreeNode>();
        
        queue.add(root);
        for (int i = 0; i < queue.size(); i++) {
            // queue是動態數組用get()方法來得到下標對應的數值
            TreeNode node = queue.get(i);
            
            // 空結點跳過不執行葉子結點添加的操作
            if (node == null) {         
                continue;
            }
            // 無需理會葉子結點是不是空,把當前非空結點的葉子結點添加到了隊列中
            queue.add(node.left);                 
            queue.add(node.right);
        }

        // 去掉隊列結尾的空結點
        while (queue.get(queue.size() - 1) == null) {
            queue.remove(queue.size() - 1);
        }

        // 根據隊列往動態數組里添加相應的值
        // StringBuilder對象是動態對象,允許擴充它所封裝的字符串中字符的數量
        StringBuilder sb = new StringBuilder();   
        sb.append("{");
        sb.append(queue.get(0).val);
        // 在for循環前已經將初值加入sb中,所以 i 初值應設為1
        for (int i = 1; i < queue.size(); i++) {
            if (queue.get(i) == null) {
                sb.append(",#"); 
            } 
            else { 
                sb.append(",");
                sb.append(queue.get(i).val);
            }
        }
        sb.append("}");
        return sb.toString();
    }
   
    
    /**
     * This method will be invoked second, the argument data is what exactly
     * you serialized at method "serialize", that means the data is not given by
     * system, it's given by your own serialize method. So the format of data is
     * designed by yourself, and deserialize it here as you serialize it in 
     * "serialize" method.
     */

    public TreeNode deserialize(String data) {
        // 字符用equals,數值用==
        if (data.equals("{}")) {    
            return null;
        }

        // 此處需注意用點截取data的區間
        // 字符串長度用length()
        String[] vals = data.substring(1, data.length() - 1).split(",");
        ArrayList<TreeNode> queue = new ArrayList<TreeNode>();
        TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(vals[0]));   
        /* 新建一節點,節點值為vals[0]
         * Integer.parseInt()將字符串轉化為整型
         */

        queue.add(root);
        boolean isLeftChild = true;
        // index是queue的索引
        int index = 0;
        // i 是vals的索引
        for (int i = 1; i < vals.length; i++) {   
        // 數組長度用length
            // 此處同樣要注意先判斷是不是空結點再討論結點的子結點
            if (!vals[i].equals("#")) {
                TreeNode node = new TreeNode(Integer.parseInt(vals[i]));
                if (isLeftChild) {
                // 注意此處index=0,i=1
                    queue.get(index).left = node;    
                }
                else {
                    queue.get(index).right = node;  
                }
                queue.add(node);              
                /* '#'所的代表的空指針不要加入queue,沒有任何意義,
                 * 此時for循環遍歷的是index,即node的父節點,
                 * for循環接下來還要遍歷node來確定node的子節點
                 * 此處不能忘記將node加入queue
                 */
            }
            if (!isLeftChild) {
                index++;     
                /* isLeftChild=false時說明此時index對應的結點的右兒子已經添加到隊列中了,
                 * 應將index往后移一位 
                 */              
            }
            // i 每變化一次 isLeftChild 進行一次變化
            isLeftChild = !isLeftChild;
        }

        return root;
    } 
}

錯誤

  1. 單引號里面放一個字符,雙引號里放多個字符
錯誤
錯誤代碼
正確代碼

需要先判斷node是否為空,若node都為空研究node左右子結點無意義

最后編輯于
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