Python树的层序遍历怎么写_队列实现BFS按层输出节点

轻涛酱_8488

轻涛酱_8488

2026-04-02

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原创

用collections.deque实现层序遍历,需冻结每层队列长度并检查空节点;list.pop(0)为O(n)操作,deque.popleft()才是O(1)。

python树的层序遍历怎么写_队列实现bfs按层输出节点

用 collections.deque 做队列,别用 list.pop(0)

层序遍历本质是 BFS,必须保证先进先出;用 list 模拟队列时调用 pop(0) 是 O(n) 操作,树一深就明显卡顿。Python 标准库的 deque 才是真·O(1) 出队。

常见错误现象:list.pop(0) 在千级节点时耗时跳变,本地跑得动,线上一压测就超时。

  • 导入写 from collections import deque,不是 import collections
  • 初始化队列:用 deque([root]),别漏中括号 —— 单个节点也要包成可迭代对象
  • 出队统一用 q.popleft(),入队用 q.append()

while q: 循环里怎么分层?用 len(q) 冻结当前层长度

不分层的话,输出就是扁平一串;要按层输出(比如返回 [[3], [9, 20], [15, 7]]),关键在每次进入 while 循环时,立刻记下当前队列长度,它代表「本层有多少节点待处理」。

容易踩的坑:在循环里边 pop 边 len(q),结果长度动态变,导致某层节点被错分到下一层。

  • 写法固定:开头 level_size = len(q),然后 for _ in range(level_size):
  • 这个 for 循环里只处理本层节点,子节点全 append 到队尾,不影响 level_size
  • 如果只要求打印每层末尾节点(如右视图),就在 for 最后一次迭代时记录

空节点怎么处理?if node is None: continue 要写在循环体开头

二叉树输入常含 None(比如 LeetCode 的 [3,9,20,null,null,15,7] 序列化结果),不做检查会导致 AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'left'。

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典型错误场景:建树时把 None 放进了队列,后续直接访问 node.left 爆错。

  • 每次 popleft() 后第一件事:加 if node is None: continue
  • 子节点入队前也得判空:if node.left: q.append(node.left),不能无脑 q.append(node.left)
  • 不建议用 try/except AttributeError 捕获——掩盖逻辑问题,且慢

LeetCode 102 题标准模板长这样

这是能直接粘贴、通过、不改结构就能复用的最小可行代码。注意缩进和空节点防护已嵌入:

from collections import deque

def levelOrder(root):
    if not root:
        return []
    q = deque([root])
    res = []
    while q:
        level_size = len(q)
        level_nodes = []
        for _ in range(level_size):
            node = q.popleft()
            if node is None:
                continue
            level_nodes.append(node.val)
            if node.left:
                q.append(node.left)
            if node.right:
                q.append(node.right)
        res.append(level_nodes)
    return res

真正难的不是写出来,是记住每次进 for 循环前 freeze 队列长度、以及每个 node 访问前做 is None 检查——这两处漏掉一个,调试半小时起步。

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