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
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:
- 平衡性:任意节点的两个子树的高度差不超过1。
- 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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