297. Serialize and Deserialize Binary Tree

Level - hard

Task

Serialization is the process of converting a data structure or object into a sequence of bits so that it can be stored in a file or memory buffer, or transmitted across a network connection link to be reconstructed later in the same or another computer environment.

Design an algorithm to serialize and deserialize a binary tree. There is no restriction on how your serialization/deserialization algorithm should work. You just need to ensure that a binary tree can be serialized to a string and this string can be deserialized to the original tree structure.

Clarification: The input/output format is the same as how LeetCode serializes a binary tree. You do not necessarily need to follow this format, so please be creative and come up with different approaches yourself.

Объяснение

Задача требует от нас разработать два метода для работы с бинарным деревом:

Сериализация (Serialize): Преобразование бинарного дерева в строку.
Десериализация (Deserialize): Восстановление бинарного дерева из строки.

Сериализация (Serialize):

Мы должны преобразовать бинарное дерево в строку таким образом, чтобы его можно было восстановить в исходное дерево.
Обычно для этого используются различные обходы дерева, такие как порядковый (in-order), предварительный (pre-order), или последовательный (post-order).
В данной задаче часто используется предварительный обход (pre-order), так как он позволяет легко восстановить дерево.
Во время обхода, если мы встречаем пустой узел (null), мы также должны добавлять специальный символ (например, "null" или "N") в строку, чтобы обозначить его.

Десериализация (Deserialize):

Мы должны восстановить бинарное дерево из строки, которая была создана в процессе сериализации.
Используя предварительный обход (pre-order), мы можем легко восстановить дерево, так как первый элемент в строке всегда будет корнем дерева.
Мы будем использовать очередь (queue) или стек (stack) для хранения узлов и их дочерних узлов, чтобы правильно восстановить структуру дерева.

Пример: Рассмотрим следующее бинарное дерево:

При предварительном обходе (pre-order) мы получим следующую строку: "1,2,null,null,3,4,null,null,5,null,null"

Example 1:

Input: root = [1,2,3,null,null,4,5]
Output: [1,2,3,null,null,4,5]

Example 2:

Input: root = []
Output: []

Constraints:

The number of nodes in the tree is in the range [0, 10^4].
-1000 <= Node.val <= 1000