【問題描述】[中等]

序列化是將一個數據結構或者對象轉換為連續的比特位的操作，進而可以將轉換后的數據存儲在一個文件或者內存中，同時也可以通過網絡傳輸到另一個計算機環境，采取相反方式重構得到原數據。請設計一個算法來實現二叉樹的序列化與反序列化。這里不限定你的序列 / 反序列化算法執行邏輯，你只需要保證一個二叉樹可以被序列化為一個字符串并且將這個字符串反序列化為原始的樹結構。示例: 你可以將以下二叉樹：1/ \2 3/ \4 5序列化為 "[1,2,3,null,null,4,5]" 提示: 這與 LeetCode 目前使用的方式一致，詳情請參閱 LeetCode 序列化二叉樹的格式。你并非必須采取這種方式，你也可以采用其他的方法解決這個問題。說明: 不要使用類的成員 / 全局 / 靜態變量來存儲狀態，你的序列化和反序列化算法應該是無狀態的。

【解答思路】

1. 遞歸 DFS

public class Codec {public String rserialize(TreeNode root, String str) {if (root == null) {str += "null,";} else {str += str.valueOf(root.val) + ",";str = rserialize(root.left, str);str = rserialize(root.right, str);}return str;}public String serialize(TreeNode root) {return rserialize(root, "");}public TreeNode rdeserialize(List<String> l) {if (l.get(0).equals("null")) {l.remove(0);return null;}TreeNode root = new TreeNode(Integer.valueOf(l.get(0)));l.remove(0);root.left = rdeserialize(l);root.right = rdeserialize(l);return root;}public TreeNode deserialize(String data) {String[] data_array = data.split(",");List<String> data_list = new LinkedList<String>(Arrays.asList(data_array));return rdeserialize(data_list);} };

2. BFS 層次遍歷

public class Codec {public String serialize(TreeNode root) {if(root == null) return "[]";StringBuilder res = new StringBuilder("[");Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>() {{ add(root); }};while(!queue.isEmpty()) {TreeNode node = queue.poll();if(node != null) {res.append(node.val + ",");queue.add(node.left);queue.add(node.right);}else res.append("null,");}res.deleteCharAt(res.length() - 1);res.append("]");return res.toString();}public TreeNode deserialize(String data) {if(data.equals("[]")) return null;String[] vals = data.substring(1, data.length() - 1).split(",");TreeNode root = new TreeNode(Integer.parseInt(vals[0]));Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>() {{ add(root); }};int i = 1;while(!queue.isEmpty()) {TreeNode node = queue.poll();if(!vals[i].equals("null")) {node.left = new TreeNode(Integer.parseInt(vals[i]));queue.add(node.left);}i++;if(!vals[i].equals("null")) {node.right = new TreeNode(Integer.parseInt(vals[i]));queue.add(node.right);}i++;}return root;} } // Encodes a tree to a single string. public String serialize(TreeNode root) {if (root == null) {return "";}Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();List<Integer> res = new LinkedList<Integer>();queue.offer(root);//BFSwhile (!queue.isEmpty()) {TreeNode curNode = queue.poll();if (curNode != null) {res.add(curNode.val);queue.offer(curNode.left);queue.offer(curNode.right);} else {res.add(null);}} return res.toString(); }// Decodes your encoded data to tree. public TreeNode deserialize(String data) {if (data.length() == 0) {return null;}//將字符串還原為數組String[] preStr = data.substring(1, data.length() - 1).split(",");Integer[] bfsOrder = new Integer[preStr.length];for (int i = 0; i < preStr.length; i++) {if (preStr[i].trim().equals("null")) {bfsOrder[i] = null;} else {bfsOrder[i] = Integer.parseInt(preStr[i].trim());}}Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();TreeNode root = new TreeNode(bfsOrder[0]);int cur = 1;//通過 cur 指針依次給節點賦值queue.offer(root);while (!queue.isEmpty()) { TreeNode curNode = queue.poll();if (bfsOrder[cur] != null) {curNode.left = new TreeNode(bfsOrder[cur]);queue.add(curNode.left);}cur++; if (bfsOrder[cur] != null) {curNode.right = new TreeNode(bfsOrder[cur]);queue.add(curNode.right);}cur++;}return root; }

【總結】

1.先序遍歷和中序遍歷可以唯一的確定一個二叉樹，前提是元素必須不一樣。其次，如果二叉樹的遍歷考慮了 null，那么不管什么遍歷我們都能把二叉樹還原。

2.List用法

1.list中添加，獲取，刪除元素；
添加方法是：.add(e)；　　
獲取方法是：.get(index)；　　
刪除方法是：.remove(index)； 按照索引刪除；　　
.remove(Object o)； 按照元素內容刪除；
2.list中是否包含某個元素；
.contains（Object o）； 返回true或者false
3.list中根據索引將元素數值改變(替換)；
注意 .set(index, element); 和 .add(index, element)（添加）; 的不同；
4.list中查看（判斷）元素的索引；　（根據元素索引位置進行的判斷）　
注意：.indexOf（）； 和 lastIndexOf（）（最后一個）的不同；
5.利用list中索引位置重新生成一個新的list（截取集合）；
方法： .subList(fromIndex, toIndex)；　　.size() ； 該方法得到list中的元素數的和

3.前中后序遍歷變化的是[中]的位置，左到右的順序不改變

• 前序遍歷 中左右
• 中序遍歷 左中右
• 后續遍歷 左右中

參考鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/serialize-and-deserialize-binary-tree/solution/er-cha-shu-de-xu-lie-hua-yu-fan-xu-lie-hua-by-le-2/
參考鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/serialize-and-deserialize-binary-tree/solution/xiang-xi-tong-su-de-si-lu-fen-xi-duo-jie-fa-by-55/
參考鏈接：鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/xu-lie-hua-er-cha-shu-lcof/solution/mian-shi-ti-37-xu-lie-hua-er-cha-shu-ceng-xu-bian-/

List用法詳解：https://blog.csdn.net/Barcon/article/details/82628120

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[剑指offer]面试题第[37]题[Leedcode][JAVA][第297题][二叉树列的序列化与反序列化][递归][BFS]的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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