二叉树的层次遍历（打印）

一：按层打印

按层打印原本是十分基础的内容，本例将同一层的节点打印在同一行上，并输出行号。关键问题是换行的时机。只需要用两个node类型的变量last和nLast即可解决这个问题。

last变量表示正在打印的当前行的最右节点，nLast表示下一行的最右节点。假设我们每一层都做从左到右的宽度优先遍历，如果发现遍历到的节点等于last，说明该换行了。换行之后只要令last = nLast，就可以继续下一行的打印过程。

import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;

public class LevelTravel {

public static void main(String[] args) {
Node node1 = new Node(1);
Node node2 = new Node(2);
Node node3 = new Node(3);
Node node4 = new Node(4);
Node node5 = new Node(5);
Node node6 = new Node(6);
Node node7 = new Node(7);
Node node8 = new Node(8);
node1.left = node2;
node1.right = node3;
node2.left = node4;
node3.left = node5;
node3.right = node6;
node5.left = node7;
node5.right = node8;
levelTravel(node1);
}

public static void levelTravel(Node root) {
if(root == null) {
return;
}
Queue<Node> queue = new LinkedList<Node>();

int level = 1;
Node last = root;//当前行的最右节点
Node nLast = null;//下一行的最右节点

queue.offer(root);
System.out.print("Level " + (level++) + " : ");
while(!queue.isEmpty()) {
root = queue.poll();
System.out.print(root.value + " ");
if(root.left != null) {
queue.offer(root.left);
nLast = root.left;
}
if(root.right != null) {
queue.offer(root.right);
nLast = root.right;
}
//遍历到当前行的最右节点，换行
if(root == last && !queue.isEmpty()) {
System.out.print("\nLevel " + (level++) + " : ");
last = nLast;//记录下一行的最右节点，继续下一行的打印
}
}
}

}

二：之字形打印
原则一：如果是从左到右，一律从dq的头部弹出节点，如果弹出的节点没有孩子节点，不用放任何节点到dq中，如果当前节点有孩子节点，先让左孩子从尾部进入dq，再让右孩子从尾部进入dq。

原则二：如果是从右到左，一律从dq的尾部弹出节点，如果弹出的节点没有孩子节点，不用放任何节点到dq中，如果当前节点有孩子节点，先让右孩子从头部进入dq，再让左孩子从头部进入dq。

用原则一和原则二的切换，即可完成之字形打印，现在只剩一个问题，如何确定切换原则1和原则2的时机，其实还是确定每一层最后一个节点的问题。在打印过程中，下一层最后一个节点是当前层有孩子的节点中最先进入dq的孩子节点。

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

public class ZigZagTravel {

public static void main(String[] args) {
Node node1 = new Node(1);
Node node2 = new Node(2);
Node node3 = new Node(3);
Node node4 = new Node(4);
Node node5 = new Node(5);
Node node6 = new Node(6);
Node node7 = new Node(7);
Node node8 = new Node(8);
node1.left = node2;
node1.right = node3;
node2.left = node4;
node3.left = node5;
node3.right = node6;
node5.left = node7;
node5.right = node8;
zigZagTravel(node1);
}

public static void zigZagTravel(Node root) {
if(root == null) {
return;
}
Deque<Node> deque = new LinkedList<Node>();
int level = 1;
boolean lr = true;
Node last = root;
Node nLast = null;
deque.offerFirst(root);
printLevelAndDirection(lr, level++);
while(!deque.isEmpty()) {
if(lr) {
root = deque.pollFirst();
if(root.left != null) {
nLast = nLast == null ? root.left : nLast;//下一层最后打印的节点是当前层有孩子节点的最先进入deque的孩子节点
deque.offerLast(root.left);
}
if(root.right != null) {
nLast = nLast == null ? root.right : nLast;
deque.offerLast(root.right);
}
} else {
root = deque.pollLast();
if(root.right != null) {
nLast = nLast == null ? root.right : nLast;
deque.offerFirst(root.right);
}
if(root.left != null) {
nLast = nLast == null ? root.left : nLast;
deque.offerFirst(root.left);
}
}
System.out.print(root.value + " ");
if(root == last && !deque.isEmpty()) {
lr = !lr;//到当前层最后一个节点，换方向
last = nLast;//记录下一行最后一个节点，继续下一行的打印
nLast = null;//清空nLast，
System.out.println();
printLevelAndDirection(lr, level++);
}
}
}

public static void printLevelAndDirection(boolean lr, int level) {
System.out.print("Level: " + level + " from ");
System.out.print(lr ? "left to right: " : "right to left: ");
}

}