leetcode297. Serialize and Deserialize Binary Tree

desdik 發布于2019-08-15 14:30 / 2152人閱讀

摘要：因此題目中的例子的中序遍歷結果為。但是，標準的中序遍歷并不能使我們將該結果反構造成一棵樹，我們丟失了父節點和子節點之間的關系。這里我們也可以明顯的看出來，中序遍歷需要保存的空值遠遠多于廣度優先遍歷。

題目要求

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.

設計一個方法將一個二叉樹序列化并反序列化。序列化是指將對象轉化成一個字符串，該字符串可以在網絡上傳輸，并且到達目的地后可以通過反序列化恢復成原來的對象。

在Leetcode中，樹的序列化是通過廣度優先遍歷實現的，就如題目中所介紹的那樣。

這里我們使用中序遍歷來解決這個問題。

思路和代碼

中序遍歷是指遞歸的先遍歷當前節點，然后按同樣的方式遞歸的遍歷左子樹，再遞歸的遍歷右子樹。因此題目中的例子的中序遍歷結果為[1,2,3,4,5]。但是，標準的中序遍歷并不能使我們將該結果反構造成一棵樹，我們丟失了父節點和子節點之間的關系。因此我們需要適當的插入空值來保存父節點和子節點的關系。

因此，我們將訪問到空值也記錄下來，結果如下[1,2, , ,3,4, , ,5, , ]。

這里我們也可以明顯的看出來，中序遍歷需要保存的空值遠遠多于廣度優先遍歷。

那么我們如何將這個字符串反序列化呢？
其實思路還是一樣的，將其根據分隔符分割后傳入隊列，不斷從隊列頭讀取數據，先構建當前節點，然后依次構建左子樹和右子樹，如果遇到空值，則返回遞歸。

代碼如下：

    private static final String NULL = "N";
    private static final String SPLITOR = ",";
    
     // Encodes a tree to a single string.
    public String serialize(TreeNode root) {
        StringBuilder result = new StringBuilder();
        inOrder(root, result);
        return result.toString();
    }
    
    private void inOrder(TreeNode root, StringBuilder result){
        if(root==null){
            result.append(NULL).append(SPLITOR);
        }else{
            result.append(root.val).append(SPLITOR);
            inOrder(root.left, result);
            inOrder(root.right, result);
        }
    }

    // Decodes your encoded data to tree.
    public TreeNode deserialize(String data) {
        Deque nodes = new LinkedList(Arrays.asList(data.split(SPLITOR)));
        return buildTree(nodes);
    }
    
    private TreeNode buildTree(Deque nodes) {
        String val = nodes.remove();
        if (val.equals(NULL)) return null;
        else {
            TreeNode node = new TreeNode(Integer.valueOf(val));
            node.left = buildTree(nodes);
            node.right = buildTree(nodes);
            return node;
        }
    }

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