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问题描述算法
序列化是将一个数据结构或者对象转换为连续的比特位的操做，进而能够将转换后的数据存储在一个文件或者内存中，同时也能够经过网络传输到另外一个计算机环境，采起相反方式重构获得原数据。微信
请设计一个算法来实现二叉树的序列化与反序列化。这里不限定你的序列 / 反序列化算法执行逻辑，你只须要保证一个二叉树能够被序列化为一个字符串而且将这个字符串反序列化为原始的树结构。网络
示例: 数据结构
你能够将如下二叉树：app
1数据结构和算法
/ \编辑器
2 3svg
/ \
4 5
序列化为 "[1,2,3,null,null,4,5]"
BFS解决
这题上面说了一大堆，其实就是把二叉树转化为一个字符串，而且还能把这个字符串还原成原来的二叉树就能够了。
把二叉树转化为字符串能够有不少种方式，好比前序遍历，中序遍历，后续遍历，BFS，DFS都是能够的，对于树的各类遍历具体能够看下373，数据结构-6,树。但这题还要求把字符串再还原成原来的二叉树。最容易想到的就是BFS，就是一层一层从往下遍历
来看下代码
1public class Codec {
2
3 //把树转化为字符串（使用BFS遍历）
4 public String serialize(TreeNode root) {
5 //边界判断，若是为空就返回一个字符串"#"
6 if (root == null)
7 return "#";
8 //建立一个队列
9 Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
10 StringBuilder res = new StringBuilder();
11 //把根节点加入到队列中
12 queue.add(root);
13 while (!queue.isEmpty()) {
14 //节点出队
15 TreeNode node = queue.poll();
16 //若是节点为空，添加一个字符"#"做为空的节点
17 if (node == null) {
18 res.append("#,");
19 continue;
20 }
21 //若是节点不为空，把当前节点的值加入到字符串中，
22 //注意节点之间都是以逗号","分隔的，在下面把字符
23 //串还原二叉树的时候也是以逗号","把字符串进行拆分
24 res.append(node.val + ",");
25 //左子节点加入到队列中（左子节点有可能为空）
26 queue.add(node.left);
27 //右子节点加入到队列中（右子节点有可能为空）
28 queue.add(node.right);
29 }
30 return res.toString();
31 }
32
33 //把字符串还原为二叉树
34 public TreeNode deserialize(String data) {
35 //若是是"#"，就表示一个空的节点
36 if (data == "#")
37 return null;
38 Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
39 //由于上面每一个节点之间是以逗号","分隔的，因此这里
40 //也要以逗号","来进行拆分
41 String[] values = data.split(",");
42 //上面使用的是BFS，因此第一个值就是根节点的值，这里建立根节点
43 TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(values[0]));
44 queue.add(root);
45 for (int i = 1; i < values.length; i++) {
46 //队列中节点出栈
47 TreeNode parent = queue.poll();
48 //由于在BFS中左右子节点是成对出现的，因此这里挨着的两个值一个是
49 //左子节点的值一个是右子节点的值，当前值若是是"#"就表示这个子节点
50 //是空的，若是不是"#"就表示不是空的
51 if (!"#".equals(values[i])) {
52 TreeNode left = new TreeNode(Integer.parseInt(values[i]));
53 parent.left = left;
54 queue.add(left);
55 }
56 //上面若是不为空就是左子节点的值，这里是右子节点的值，注意这里有个i++，
57 if (!"#".equals(values[++i])) {
58 TreeNode right = new TreeNode(Integer.parseInt(values[i]));
59 parent.right = right;
60 queue.add(right);
61 }
62 }
63 return root;
64 }
65}
DFS解决
DFS遍历是从根节点开始，一直往左子节点走，当到达叶子节点的时候会返回到父节点，而后从从父节点的右子节点继续遍历……
1class Codec {
2
3 //把树转化为字符串（使用DFS遍历，也是前序遍历，顺序是：根节点→左子树→右子树）
4 public String serialize(TreeNode root) {
5 //边界判断，若是为空就返回一个字符串"#"
6 if (root == null)
7 return "#";
8 return root.val + "," + serialize(root.left) + "," + serialize(root.right);
9 }
10
11 //把字符串还原为二叉树
12 public TreeNode deserialize(String data) {
13 //把字符串data以逗号","拆分，拆分以后存储到队列中
14 Queue<String> queue = new LinkedList<>(Arrays.asList(data.split(",")));
15 return helper(queue);
16 }
17
18 private TreeNode helper(Queue<String> queue) {
19 //出队
20 String sVal = queue.poll();
21 //若是是"#"表示空节点
22 if ("#".equals(sVal))
23 return null;
24 //不然建立当前节点
25 TreeNode root = new TreeNode(Integer.valueOf(sVal));
26 //分别建立左子树和右子树
27 root.left = helper(queue);
28 root.right = helper(queue);
29 return root;
30 }
31}
总结
把二叉树转化为字符串很简单，关键是怎么把转化的字符串再还原成原来的二叉树，这里使用BFS和DFS都很容易实现。
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本文分享自微信公众号 - 数据结构和算法（sjjghsf）。
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