代码随想录算法训练营:15/60

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

介绍

一、基础概念补充:

1.平衡二叉树

二、LeetCode题目

1.LeetCode110:平衡二叉树 

题目解析

 2.Leetcode257:二叉树的所有路径 

题目解析

3.Leetcode404:左叶子之和

题目解析

 4.Leetcode222:完全二叉树的节点个数


介绍

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


一、基础概念补充:

1.平衡二叉树

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:

  1. 平衡性:任意节点的两个子树的高度差不超过1。
  2. 二叉搜索树性质:对于任意节点,其左子树中所有节点的值小于该节点的值,右子树中所有节点的值大于该节点的值。        

二、LeetCode题目

1.LeetCode110:平衡二叉树 

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。

 2.Leetcode257:二叉树的所有路径 

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);
    }
};

3.Leetcode404:左叶子之和

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。

 4.Leetcode222:完全二叉树的节点个数

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); }
};

总结


补打卡第15天,坚持!!!

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