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非科班学习算法day15 | LeetCode110:平衡二叉树 ,Leetcode257:二叉树的所有路径 ,Leetcode404:左叶子之和,Leetcode222:完全二叉树的节点个数
目录
包含LC的两道题目,还有相应概念的补充。
相关图解和更多版本:
代码随想录 (programmercarl.com)https://programmercarl.com/#%E6%9C%AC%E7%AB%99%E8%83%8C%E6%99%AF
平衡二叉树是一种特殊的二叉树,它在进行插入和删除操作后能自动保持树的高度较小,从而提高查找、插入和删除等操作的效率。平衡二叉树满足以下性质:
题目链接:110. 平衡二叉树 - 力扣(LeetCode)
题目解析
主要的思路是借助于求树的深度,首先想到的就是新建一个辅助函数,求深度的。但是这个时候我就摇摆不定,不知道返回类型用int还是bool,这里最后考量发现,这个函数的主题还是求深度,返回的也是深度,只有当异常的时候会直接返回设定值(-1),这样实现了借用求深度的函数,也处理了两个树分叉之间是否平衡的问题
c++代码如下:
- /**
- * Definition for a binary tree node.
- * struct TreeNode {
- * int val;
- * TreeNode *left;
- * TreeNode *right;
- * TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left),
- * right(right) {}
- * };
- */
- class Solution {
- public:
- // 获取左右子树状况
- int dbs(TreeNode* root) {
- if (!root)
- return 0;
-
- int left = dbs(root->left);
- if (left == -1)
- return -1;
- int right = dbs(root->right);
- if (right == -1)
- return -1;
- if (abs(left - right) > 1)
- return -1;
- else
- return max(left, right) + 1;
- }
- bool isBalanced(TreeNode* root) {
- if (dbs(root) == -1)
- return false;
- return true;
- }
- };
注意点1:这里要在左右向下递归的过程中设置如果识别到异常(-1),即刻返回上一层,将-1这个信息传递回去。
题目链接:257. 二叉树的所有路径 - 力扣(LeetCode)
题目解析
个人认为隐式的回溯过程反而更好理解,这里借助的就是值传递出现的隐式回溯过程
C++代码如下:
- /**
- * Definition for a binary tree node.
- * struct TreeNode {
- * int val;
- * TreeNode *left;
- * TreeNode *right;
- * TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left),
- * right(right) {}
- * };
- */
- class Solution {
- public:
- // 值传递的隐式回溯
- vector<string> dfs(TreeNode* root, string path, vector<string>& res) {
- if (!root)
- return res;
-
- path += to_string(root->val);
- if (!root->left && !root->right) {
- res.push_back(path);
- return res;
- }
- dfs(root->left, path + "->", res);
- dfs(root->right, path + "->", res);
- return res;
- }
- vector<string> binaryTreePaths(TreeNode* root) {
- vector<string> res;
- string path;
- return dfs(root, path, res);
- }
- };
题目链接:404. 左叶子之和 - 力扣(LeetCode)
题目解析
不管学什么,总会遇到这种蹩脚的题,为了创新而创新。检查是否为题目中要求的左子叶的条件是,左叶子存在,左叶子的左右叶子不存在。本题采用前序或者后序都可以。
C++代码如下:
- /**
- * Definition for a binary tree node.
- * struct TreeNode {
- * int val;
- * TreeNode *left;
- * TreeNode *right;
- * TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left),
- * right(right) {}
- * };
- */
- class Solution {
- public:
- void dfs(TreeNode* root, int& sum) {
- // 中止条件
- if (!root)
- return;
-
- if (root->left && !root->left->left && !root->left->right)
- sum += root->left->val;
- dfs(root->left, sum);
- dfs(root->right, sum);
- return;
- }
- int sumOfLeftLeaves(TreeNode* root) {
- int sum = 0;
- dfs(root, sum);
- return sum;
- }
- };
注意点1:这里采用了模板式的前序遍历,值得注意的式这里的左右子叶递归的过程不需要先检查root->left或者root->right是否为空,因为中止条件就是root为空,已经隐含检查了,加了没毛病,就是会冗余。
题目链接:222. 完全二叉树的节点个数 - 力扣(LeetCode)
题目解析
需要掌握两种思路,一个是把他当作普通二叉树处理,遇到非空节点就直接计数;另一种是根据完全二叉树的性质,如果搜索部分是满二叉树,返回2^n-1,其中n为层数
,如果不是就计数;这样就退化成了普通二叉树类似的方式处理。
C++代码如下:
- /**
- * Definition for a binary tree node.
- * struct TreeNode {
- * int val;
- * TreeNode *left;
- * TreeNode *right;
- * TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left),
- * right(right) {}
- * };
- */
- class Solution {
- public:
- // 普通二叉树的节点
- void dfs(TreeNode* root, int& count) {
- if (!root)
- return;
- dfs(root->left, count);
- dfs(root->right, count);
- count++;
- return;
- }
- int countNodes(TreeNode* root) {
- int count = 0;
- dfs(root, count);
- return count;
- }
- };
有返回值且利用性质:
- /**
- * Definition for a binary tree node.
- * struct TreeNode {
- * int val;
- * TreeNode *left;
- * TreeNode *right;
- * TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
- * TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left),
- * right(right) {}
- * };
- */
- class Solution {
- public:
- // 满二叉树求解
- int depth(TreeNode* root) {
- if (!root)
- return 0;
- int left_depth = 0;
- int right_depth = 0;
-
- // 如果需要向下检索需要再设置一个指针,而不是用原本的root,
- // 和链表的道理一样,但是和递归不一样,递归没有赋值操作
- TreeNode* cur_left = root->left;
- TreeNode* cur_right = root->right;
-
- while (cur_left) {
- cur_left = cur_left->left;
- left_depth++;
- }
- while (cur_right) {
- cur_right = cur_right->right;
- right_depth++;
- }
- if (left_depth == right_depth)
- return (2 << left_depth) - 1;
- int left = depth(root->left);
- int right = depth(root->right);
- return left + right + 1;
- }
- int countNodes(TreeNode* root) { return depth(root); }
- };
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