螺旋形式的层序遍历 | 使用双端队列

在二叉树的层序遍历中，我们通常是按照每层从左到右的顺序输出节点。但是，如果将每一层的输出顺序改为先从左到右，再从右到左，如螺旋形式一样，我们该如何实现呢？

本文将介绍如何使用双端队列（deque）实现螺旋形式的层序遍历。

算法思路

我们可以使用双端队列来存储每层的节点，每次从队头取出节点，同时将该节点的左右子节点从队尾入队。在每一层之间，我们根据需要将双端队列的输出顺序翻转一次。

具体来说，我们可以通过一个布尔型变量 is_order_left 来表示当前层是否需要从左到右输出。当 is_order_left 为真时，我们从队头取出节点，从队尾入队其左右子节点，反之亦然。

在队列为空时，表示当前二叉树的层序遍历已完成。

代码实现

下面是使用 Python 实现的代码示例：

from collections import deque

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

def spiralOrder(root: TreeNode) -> List[List[int]]:
    if not root:
        return []

    res = []
    level = deque([root])
    is_order_left = True

    while level:
        level_size = len(level)
        curr_level = deque()

        for _ in range(level_size):
            node = level.popleft()

            if is_order_left:
                curr_level.append(node.val)
            else:
                curr_level.appendleft(node.val)

            if node.left:
                level.append(node.left)
            if node.right:
                level.append(node.right)

        res.append(list(curr_level))
        is_order_left = not is_order_left

    return res

代码中，我们首先判断二叉树是否为空，如果是，则直接返回空列表。接着，我们使用双端队列 level 存储当前层的节点，在 is_order_left 为真时，先从队头取出节点，再从队尾入队其左右子节点。反之，则反过来处理。

在每一层处理完成后，我们将当前层的结果 curr_level 添加到答案列表 res 中，并翻转 is_order_left。

最终，我们得到的结果是一个二维列表，每个列表表示当前层的结果。

总结

本文介绍了如何使用双端队列实现螺旋形式的二叉树层序遍历。通过这种方法，我们能够轻松地按照螺旋形式输出二叉树的节点，同时也可以更好地学习和掌握队列的使用。