迭代实现二叉树分层遍历：层次结构与广度优先探索

分层遍历二叉树是一种在二叉树中按照层级顺序访问节点的算法，它遵循从上到下、从左到右的规则。在计算机科学中，这种遍历方式特别适用于需要按层次展示数据结构的应用，例如在图形用户界面（GUI）中的树状视图或者网络拓扑结构的可视化。 在Java代码中，实现分层遍历通常采用广度优先搜索（BFS）策略，通过队列（如LinkedList）来存储待处理的节点。以下是关键步骤的详细解释： 1. 函数定义： `public static void levelTraversal(TreeNode root)` 是一个用于执行分层遍历的公共静态方法，参数`root`为二叉树的根节点。 2. 检查根节点： 首先检查根节点是否为空，如果为空则直接返回，表示树为空或尚未找到根节点。 3. 创建队列： 创建一个`Queue<TreeNode>`类型的队列，这里使用`LinkedList<TreeNode>`作为底层实现，因为队列具有先进先出（FIFO）的特点，适合用于分层遍历。 4. 添加根节点： 将根节点压入队列，使其成为第一个待处理的节点。 5. 遍历循环： 使用一个`while`循环，条件是队列不为空。这一步将持续进行直到所有节点都被处理完毕。 6. 弹出并访问节点： 在循环内部，通过`q.poll()`方法取出并访问队列的头部节点（即当前层的第一个节点），然后打印其值。 7. 添加子节点： 检查当前节点的左右子节点是否存在，如果存在，将它们分别压入队列，以便在下一轮循环中处理。这里遵循先左后右的顺序，确保同一层节点按照从左到右的顺序被访问。 8. 结束条件： 当队列为空时，循环结束，表示所有的节点都已经按照层次顺序处理完毕。 总结来说，分层遍历二叉树是一种基础但重要的算法，对于理解二叉树的数据结构以及构建层次化数据的程序逻辑非常有帮助。掌握这种遍历方法，可以应用于各种与树形结构相关的场景，如文件系统、数据库索引、游戏AI决策等。通过队列的高效管理，我们可以优雅地解决这类问题，展现出编程的灵活性和实用性。