103. Binary Tree Zigzag Level Order Traversal

tree-bst/103.md

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+- [103. Binary Tree Zigzag Level Order Traversal](https://leetcode.com/problems/binary-tree-zigzag-level-order-traversal/description/)
+- 条件
+  - The number of nodes in the tree is in the range [0, 2000].
+  - -100 <= Node.val <= 100
+- 方針
+  - Queue
+    - [前回といた問題(102. Binary Tree Level Order Traversal)](https://github.com/hiroki-horiguchi-dev/leetcode/pull/26)と同様にQueueを用いる
+    - root を Queue に詰めながら、for でまわす方針は前回と同じだが、
+    - zigzag にしないといけないので、2つの方針がある
+      1. leftToRight を用意し、for のなかで Queue から取り出した TreeNode を `List<Integer>[→ → →] , List<Integer>[← ← ←]`に詰めるを繰り返す方針
+      2. for のなかで取り出した TreeNode を一旦 `List<Integer>[→ → →]` に詰めるけど、rightToLeft だけ、Collections.reverse() で反転させる
+      - コストの点で考えると、前者の方が逆順にするための計算量を食わないので良いと考える
+    - 時間計算量: ver1. `O(N)`, ver2. ~~`O(N^2)` Collections.reverse() に O(N) かかるため、[Collections.reverse() Method in Java with Examples
+      ](https://www.geeksforgeeks.org/java/collections-reverse-method-in-java-with-examples/)~~ 内側で回る回数の総和がNであって、毎回N回回るわけじゃないので `O(N)`とカウントして良い
+    - 空間計算量: ver1. `O(N)`, ver2. `O(N)`
+- 実装時間
+  - ver1. 20分
+  - ver2. 2分
+
+## Queue ver.1 LinkedListを使う
+
+```java
+import java.util.LinkedList;
+
+/**
+ * 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>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
+        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
+
+        if (root == null) {
+            return result;
+        }
+
+        Deque<TreeNode> nodes = new ArrayDeque<>();
+        boolean isLeftToRight = true;
+        nodes.addLast(root);
+
+        while (!nodes.isEmpty()) {
+            // 本当は List<Integer> で受けたいが、jdk21未満だと List に addLast, addFirst がないため、コンパイルエラーになる可能性があるので、LinkedList で受けている。
+            // LinkedList は List を継承しているので、result に add する分には問題ない
+            LinkedList<Integer> temp = new LinkedList<>();
+            int size = nodes.size();
+
+            for (int i = 0; i < size; i++) {
+                TreeNode node = nodes.pollFirst();
+                if (isLeftToRight) {
+                    temp.addLast(node.val);
+                } else {
+                    temp.addFirst(node.val);
+                }
+
+                if (node.left != null) {
+                    nodes.addLast(node.left);
+                }
+
+                if (node.right != null) {
+                    nodes.addLast(node.right);
+                }
+            }
+
+            isLeftToRight = !isLeftToRight;
+            result.add(temp);
+        }
+
+        return result;
+    }
+}
+
+```
+
+## Queue ver.2 Collections.reverse() を使う
+```java
+/**
+ * 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>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
+        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
+
+        if (root == null) {
+            return result;
+        }
+
+        Deque<TreeNode> nodes = new ArrayDeque<>();
+        boolean isLeftToRight = true;
+        nodes.addLast(root);
+
+        while (!nodes.isEmpty()) {
+            List<Integer> temp = new ArrayList<>();
+            int size = nodes.size();
+
+            for (int i = 0; i < size; i++) {
+                TreeNode node = nodes.pollFirst();
+                temp.add(node.val);
+
+                if (node.left != null) {
+                    nodes.addLast(node.left);
+                }
+
+                if (node.right != null) {
+                    nodes.addLast(node.right);
+                }
+            }
+
+            if (!isLeftToRight) {
+                Collections.reverse(temp);
+            }
+            isLeftToRight = !isLeftToRight;
+            result.add(temp);
+        }
+
+        return result;
+    }
+}
+
+```
+
+## 次の問題に取り組む前の課題
+- Iterable, List, Queue, Dequeue, LinkedList の継承関係を把握する