题目描述：102. 二叉树的层序遍历（中等）

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。（即逐层地，从左到右访问所有节点）。

LeetCode做题链接：LeetCode-二叉树的层序遍历

示例 1：
在这里插入图片描述

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[3],[9,20],[15,7]]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

题目接口

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {

    }
}

解题思路

树的层序遍历可以用BFS，因为层序遍历要求的输入结果和BFS是不同的。层序遍历要求我们区分每一层，也就是返回一个二维数组。而BFS的遍历结果是一个一维数组，无法区分每一层。

思路如下：
1.创建一个空的结果列表res，这个列表用于存储每一层节点的值。
2.创建一个队列queue，并将根节点root加入队列。
3.当队列不为空时，执行以下操作：

获取当前队列的长度，即当前层的节点个数。
创建一个空的列表level，用于存储当前层的节点值。
遍历当前层的所有节点，对于每个节点，执行以下操作：
- 从队列中取出一个节点，并把它的值加入到列表level中。
- 如果这个节点有左子节点，那么将左子节点加入到队列中；如果这个节点有右子节点，那么将右子节点加入到队列中。
把列表level加入到结果列表res中。

4.最后返回结果列表res，这个列表中的每个元素都是一个列表，表示树的每一层的所有节点的值。

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
		// 创建一个二维列表，用于存储每一层的节点值
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();

        // 创建一个队列，用于层序遍历
        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        // 如果根节点不为空，将其加入队列
        if (root != null) {
            queue.add(root);
        }
        // 当队列不为空时，进行循环
        while (!queue.isEmpty()) {
            // 获取当前层的节点个数
            int n = queue.size();
            // 创建一个列表，用于存储当前层的节点值
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
            // 遍历当前层的每个节点
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                // 取出队首节点
                TreeNode node = queue.poll();
                // 将节点值加入当前层的列表
                level.add(node.val);
                // 如果当前节点的左子节点不为空，将其加入队列
                if (node.left != null) {
                    queue.add(node.left);
                }
                // 如果当前节点的右子节点不为空，将其加入队列
                if (node.right != null) {
                    queue.add(node.right);
                }
            }
            // 将当前层的节点值列表加入结果列表
            res.add(level);
        }

        // 返回结果列表
        return res;
    }
}