offer 37 序列化二叉树

序列化二叉树

通常使用的前序、中序、后序、层序遍历记录的二叉树的信息不完整，即唯一的输出序列可能对应着多种二叉树可能性。

• 观察题目示例，序列化的字符串实际上是二叉树的 “层序遍历”（BFS）结果，本文也采用层序遍历。

题目分析

可以发现规律


序列化 使用层序遍历实现。反序列化 通过以上递推公式反推各节点在序列中的索引，进而实现。
序列化和反序列化

• Java序列化就是指把Java对象转换为字节序列的过程
• Java反序列化就是指把字节序列恢复为Java对象的过程。

注意**

• 为完整表示二叉树，考虑将叶节点下的 null 也记录**
• stringObject.substring(start,stop):一个新的字符串，该字符串值包含 stringObject 的一个子字符串，其内容是从 start 处到 stop-1 处的所有字符，其长度为 stop 减 start。 就是坐标范围是左闭右开，不包括stop那个索引对应的字符

题解

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Codec {

    // Encodes a tree to a single string.
    //这个是序列化
    public String serialize(TreeNode root) {
        //利用队列进行打印，并且需要把null的也打印出来
        if(root == null) return "[]";//要注意方法的返回类型是String
        StringBuilder res = new StringBuilder("[");//定义一个字符串缓冲流先把左侧括号加进去
        //定义一个队列用于加入字符串，并且还要先把根节点加进去，也可以不加后面单写一行加
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>() {{ add(root); }};
        while(!queue.isEmpty()){
            //poll从队列头部删除一个元素。 队列是空的时候会返回null
            TreeNode node = queue.poll();
            //如果当前节点不是空的就加入字符串
            if(node != null) {
                //然后出栈的节点的值加入字符缓冲流对象 还要记得加都好，时刻记得这是字符串
                res.append(node.val+",");
                //然后把当前节点的左右节点继续入栈
                queue.add(node.left);
                queue.add(node.right);
            }else{ res.append("null,");}//如果是空的也要加入null
        }
        //按照层排列完毕了
        res.deleteCharAt(res.length() - 1);//要把最后一个字符串后面一起的那个逗号删掉
        res.append("]");//删掉之后再把数组的另一半字符串加到上面
        return res.toString();//然后再把字符缓冲流变成字符串
        
    }

    // Decodes your encoded data to tree.
    //这个是反序列化
    public TreeNode deserialize(String data) {
        //反序列化就是把输入的字符串再换成节点
        if(data.equals("[]") ) return null;
        //将输入的一长串字符串用，裁出来取1是去掉一开始的0索引下的[符号
        String[] str = data.substring(1,data.length() - 1).split(",");
        //因为序列化也是一层一层的，所以第一个字符就是根节点
        TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(str[0]));//将字符串里的数字字符转化成数字再变成节点
        //定义一个链表，先把根节点存进去
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>() {{ add(root); }};
        int i = 1;
        while(!queue.isEmpty()){
            //poll从队列头部删除一个元素。 队列是空的时候会返回null
            TreeNode node = queue.poll();
            //如果下一个字符的值不是null
            if(!str[i].equals("null")){
                //那当前节点的左节点 就是这个值
                node.left = new TreeNode(Integer.parseInt(str[i]));
                //然后再把当前节点的左节点加进去
                queue.add(node.left);
            }
            i++;
            if(!str[i].equals("null")){
                //那当前节点的左节点 就是这个值
                node.right = new TreeNode(Integer.parseInt(str[i]));
                //然后再把当前节点的左节点加进去
                queue.add(node.right);
            }
            i++;
        }
        return root; 
    }
}

// Your Codec object will be instantiated and called as such:
// Codec codec = new Codec();
// codec.deserialize(codec.serialize(root));

还有一个速度比较快的答案，用了递归

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
public class Codec {

    // Encodes a tree to a single string.
    public String serialize(TreeNode root) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        serialize(root, sb);
        return sb.toString();
    }
    public void serialize(TreeNode root, StringBuilder sb){
        if(root == null){
            sb.append("null").append(",");
            return;
        }
        sb.append(root.val).append(",");
        serialize(root.left,sb);
        serialize(root.right,sb);
    }

    // Decodes your encoded data to tree.
    public TreeNode deserialize(String data) {
        if(data == null || data.length() == 0)  return null;
        String[] s = data.split(",");
        LinkedList<String> nodes = new LinkedList<>();
        for(String str : s){
            nodes.addLast(str);
        }
        return deserialize(nodes);
    }
    public TreeNode deserialize(LinkedList<String> nodes){
        if(nodes.isEmpty()) return null;
        String first = nodes.removeFirst();
        if(first.equals("null")) return null;
        TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(first));
        root.left = deserialize(nodes);
        root.right = deserialize(nodes);
        return root;
    }
}

// Your Codec object will be instantiated and called as such:
// Codec codec = new Codec();
// codec.deserialize(codec.serialize(root));