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序列化的定义：
序列化（serialization）是指将数据结构或对象状态转换成可取用格局（例如存成文件，存于缓冲，或经由网络中发送），以留待后续在雷同或另一台计算机环境中，能复原原先状态的过程。按照序列化格局从新获取字节的后果时，能够利用它来产生与原始对象雷同语义的正本。
从一系列字节提取数据结构的反向操作，是反序列化。
先序形式序列化和反序列化
1、先序形式序列化
按先序遍历的形式，挨个将二叉树的各个节点，存储为一个以指定分隔符分隔的字符串，为空的节点也须要存储。
/**
* 先序形式序列化
*
* @author Java 和算法学习：周一
*/
public static Queue<String> preSerial(Node head) {Queue<String> ans = new LinkedList<>();
pre(head, ans);
return ans;
}
private static void pre(Node head, Queue<String> ans) {if (head == null) {ans.add(null);
} else {ans.add(String.valueOf(head.value));
pre(head.left, ans);
pre(head.right, ans);
}
}
2、先序形式反序列化
按先序遍历的形式，挨个以指定分隔符切分之前的字符串，还原为原始二叉树。
/**
* 先序形式反序列化
*
* @author Java 和算法学习：周一
*/
public static Node buildByPre(Queue<String> queue) {if (queue == null || queue.size() == 0) {return null;}
return preB(queue);
}
private static Node preB(Queue<String> queue) {String value = queue.poll();
if (value == null) {return null;}
Node head = new Node(Integer.parseInt(value));
head.left = preB(queue);
head.right = preB(queue);
return head;
}
后序形式序列化和反序列化
1、后序形式序列化和反序列化和先序形式的思路和过程是一样的。
须要留神的是在反序列化时，得先把原始序列化的程序颠倒一下（颠倒后的程序即是头右左 ），再以头右左的形式进行反序列化，因为要先有头才有孩子（ 先结构头能力结构孩子），这样反序列化的后果才是对的。
/**
* 后序形式序列化
*
* @author Java 和算法学习：周一
*/
public static Queue<String> posSerial(Node head) {Queue<String> ans = new LinkedList<>();
pos(head, ans);
return ans;
}
public static void pos(Node head, Queue<String> ans) {if (head == null) {ans.add(null);
} else {pos(head.left, ans);
pos(head.right, ans);
ans.add(String.valueOf(head.value));
}
}
/**
* 后序形式反序列化
*
* @author Java 和算法学习：周一
*/
public static Node buildByPos(Queue<String> queue) {if (queue == null || queue.size() == 0) {return null;}
Stack<String> stack = new Stack<>();
while (!queue.isEmpty()) {stack.push(queue.poll());
}
return posB(stack);
}
public static Node posB(Stack<String> posStack) {String value = posStack.pop();
if (value == null) {return null;}
Node head = new Node(Integer.parseInt(value));
head.right = posB(posStack);
head.left = posB(posStack);
return head;
}
2、为啥没有中序形式的序列化？
二叉树无奈通过中序遍历的形式实现序列化和反序列化，因为不同的两棵树，可能失去同样的中序序列，这时候就无奈确定此中序序列代表哪个二叉树了。
按层形式序列化和反序列化
1、序列化
（1）筹备一个放后果的队列（放的是节点的字符串值），筹备一个辅助队列（放的是节点）
（2）往后果队列放入头节点的值，往辅助队列放入头节点
（3）弹出辅助队列的头节点，
1）此节点左孩子不为空，往后果队列放入左孩子节点的值，往辅助队列放入左孩子；如果此节点左孩子为空，往后果队列放入 null 值，辅助队列不变。
2）此节点右孩子不为空，往后果队列放入右孩子节点的值，往辅助队列放入右孩子；如果此节点右孩子为空，往后果队列放入 null 值，辅助队列不变。
（4）始终执行第 3 步，直到辅助队列为空。
/**
* 按层形式序列化
*
* @author Java 和算法学习：周一
*/
public static Queue<String> levelSerial(Node head) {Queue<String> ans = new LinkedList<>();
if (head == null) {ans.offer(null);
} else {
// 往后果队列放入头节点的值
ans.add(String.valueOf(head.value));
// 筹备一个辅助队列
Queue<Node> help = new LinkedList<>();
// 辅助队列放入头节点
help.offer(head);
while (!help.isEmpty()) {Node current = help.poll();
// 辅助队列头节点的左孩子不为空
if (current.left != null) {
// 往后果队列放左孩子的值
ans.offer(String.valueOf(current.left.value));
// 往辅助队列放左孩子
help.offer(current.left);
} else {
// 往后果队列放 null，辅助队列不变
ans.offer(null);
}
// 右孩子同理
if (current.right != null) {ans.offer(String.valueOf(current.right.value));
help.offer(current.right);
} else {ans.offer(null);
}
}
}
return ans;
}
2、反序列化
（1）从原队列弹出第一个值，反序列化生成头节点
（2）筹备一个辅助队列（放的是节点），放入头节点
（3）弹出辅助队列的第一个节点 current，从原队列里弹出一个值，反序列化做为 current 的左孩子；再从原队列里弹出一个值，反序列化做为 current 的右孩子
（4）current 的左孩子不是空，则放入辅助队列；current 的右孩子不是空，则放入辅助队列
（5）始终循环执行 3、4 步，直到辅助队列为空
/**
* 按层形式反序列化
*
* @author Java 和算法学习：周一
*/
public static Node buildByLevel(Queue<String> queue) {if (queue == null || queue.size() == 0) {return null;}
// 反序列化构建头节点
Node head = generateNode(queue.poll());
// 筹备一个辅助队列
Queue<Node> help = new LinkedList<>();
// 避免队列里就只有一个 null，如果队列里就只有一个 null，则整个办法就间接完结了
if (head != null) {
// 辅助队列放入头节点
help.offer(head);
}
Node current;
while (!help.isEmpty()) {
// 弹出辅助队列的第一个节点
current = help.poll();
// 反序列化构建左孩子
current.left = generateNode(queue.poll());
// 反序列化构建右孩子
current.right = generateNode(queue.poll());
if (current.left != null) {
// 左孩子不为空，往辅助队列放入左孩子
help.offer(current.left);
}
if (current.right != null) {
// 右孩子不为空，往辅助队列放入右孩子
help.offer(current.right);
}
}
return head;
}
本文所有代码地址：https://github.com/monday-pro/algorithm-study/blob/master/src/basic/binarytree/SerializeAndDeserializeTree.java
