请设计一个算法,实现求给定二叉树每一层结点最小值的功能。该算法对应的C语言函数 声明如下：int* smallestValues(struct TreeNode* root, int* returnS

为了实现这个功能，你可以采用层次遍历（BFS，即广度优先搜索）策略来找到每层节点的最小值。以下是一个C语言函数的设计，它会返回一个整数数组，数组中的元素表示从根节点开始到最底层节点的最小值：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <queue>

// 结构体定义二叉树节点
struct TreeNode {
    int val;
    struct TreeNode* left;
    struct TreeNode* right;
};

// 函数声明
int* smallestValues(struct TreeNode* root, int* returnSize);

// 辅助函数用于递归计算当前层的最小值
void getMin(int* arr, int level, struct TreeNode* node, int* minSoFar) {
    if (node != NULL) {
        if (*minSoFar > node->val) {
            *minSoFar = node->val;
        }
        // 如果不是最后一层，添加当前节点值并继续向下探索
        if (level < *returnSize - 1) {
            arr[level] = node->val;
            getMin(arr + level + 1, level + 1, node->left, minSoFar);
            getMin(arr + level + 1, level + 1, node->right, minSoFar);
        } else {
            // 最后一层，直接将剩余空间填入节点值
            while (*returnSize > level) {
                arr[level] = node->val;
                ++level;
                --*returnSize;
            }
        }
    }
}

// 主函数，计算最小值并返回结果数组
int* smallestValues(struct TreeNode* root, int* returnSize) {
    if (root == NULL) {
        return NULL;  // 如果根节点为空，返回NULL
    }

    int size = 0;  // 初始化数组大小
    queue<int> q;  // 使用队列辅助层次遍历
    q.push(root);  // 将根节点加入队列

    while (!q.empty()) {
        int levelNodes = q.size();  // 当前层节点数量
        int* layerMin = (int*)malloc(sizeof(int) * levelNodes);  // 分配新层的存储空间
        *returnSize += levelNodes;

        // 遍历当前层并将最小值存入数组
        while (levelNodes--) {
            struct TreeNode* node = q.front();
            q.pop();
            getMin(layerMin, 0, node, &layerMin[0]);
        }

        // 更新最小值数组，并将当前层的节点放入下一层队列
        for (int i = 0; i < levelNodes; ++i) {
            q.push(layerMin[i]);
        }
        free(layerMin);  // 释放当前层的内存
    }

    // 返回最小值数组
    return (int*)malloc(*returnSize * sizeof(int));
}

// 示例用法
int main() {
    // 创建一个示例二叉树并调用函数
    // 填充结构体、创建根节点、设置数据...
    struct TreeNode* root = ...;
    int size;
    int* result = smallestValues(root, &size);
    // 输出结果并清理内存
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        printf("%d ", result[i]);
    }
    free(result);
    return 0;
}