112. 路径总和(力扣)

今日份递归题目。
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虽然我没有掌握这题递归的精髓,但能独立想出来这种方法我觉得也挺好的了。利用到了栈。我是将每条路径上的和全部都求出来了。

而正常的递归方法是减去每一次遍历的节点,当减去到叶子节点和剩下的数字相同的话,那么这个时候就存在这条路径,否则就不存在。

/**
 * 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 {
    // 记录每一条路径的和
    int sum = 0;
    // 用栈记录需要回溯的和(有左右节点的位置)
    stack<int> mask_stack;
    // 定义函数来计算一棵树的所有路径的和,并将其存入一个容器中
    void pathSum(TreeNode* node, vector<int>& vec){
        // 递归结束条件
        if(node == nullptr) return;  

        // 求每一条路径上的和
        sum += node->val;

        // 做标记,下一次要从哪里开始加(利用栈)
        if(node->left != nullptr && node->right != nullptr)
            mask_stack.push(sum);
            
        // 代表这个节点是叶子节点(将这一路径的和存入容器,然后返回到分叉的路径)
        if(node->left == nullptr && node->right == nullptr){
            // 添加每条路径的和到容器中
            vec.push_back(sum);
            // 将sum值改为每一次节点分叉处(为另一条路径计算做准备)
            if(!mask_stack.empty()){
                sum = mask_stack.top();
                mask_stack.pop();
            }          
        }     

        // 递归遍历整棵树
        pathSum(node->left, vec);
        pathSum(node->right, vec);
    }
public:
    bool hasPathSum(TreeNode* root, int targetSum) {
        // 树为空时的特殊情况
        if(root == nullptr) return false;
        // 定义记录每条路径和的容器
        vector<int> allPathSum;
        // 调用函数
        pathSum(root, allPathSum);
        // 遍历与目标值作比较
        for(int i = 0; i < allPathSum.size(); i++){
            if(allPathSum[i] == targetSum)
                return true;
        }
        return false;
    }
};
<think>好的,我现在需要帮用户查找力扣112题的C语言实现代码或解决方案。首先,我要确定题目112是什么内容。力扣112题是“路径总和”,题目要求判断二叉树中是否存在从根节点到叶子节点的路径,使得路径上所有节点的值之等于给定的目标。 接下来,我得回忆一下解决这个问题的常见方法。通常,二叉树的问题可以用递归、迭代或者Morris遍历来解决。用户需要C语言的实现,所以我应该用C的语法结构来编写代码。根据引用[1]提到的解决方案,递归方法的时间复杂度是$O(n)$,空间复杂度也是$O(n)$,因为函数调用栈的深度可能达到树的高度。而迭代方法通常使用栈,空间复杂度同样是$O(n)$。Morris遍历虽然空间复杂度为$O(1)$,但实现起来比较复杂,可能不太适合初学者。 用户可能更倾向于简单易懂的解法,所以先考虑递归方法。递归的思路是,从根节点开始,每次递归减去当前节点的值,然后判断左右子树是否存在满足条件的路径。如果当前节点是叶子节点,并且剩下的目标等于当前节点的值,则返回true。否则,递归检查左右子树。 然后是迭代方法,使用栈来模拟递归过程。需要记录当前节点剩余的目标。每次处理一个节点时,如果是叶子节点且剩余等于节点值,返回true。否则,将左右子节点新的剩余压入栈中继续处理。 接下来,我需要检查C语言中二叉树的结构定义。通常,力扣的题目中二叉树节点定义为: struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; }; 接下来编写递归版本的代码。递归函数需要当前节点剩余作为参数。如果当前节点为空,返回false。如果是叶子节点,检查剩余是否等于节点值。否则,递归处理左右子树,注意减去当前节点的值。 然后是迭代版本的实现,使用栈结构。由于C语言没有内置栈,需要自己实现。可以使用结构体数组来模拟栈,每个元素包含节点指针剩余的。处理时,弹出栈顶元素,判断是否为叶子节点且满足条件。否则,将左右子节点压入栈,同时更新剩余的。 在编写代码时,需要注意边界条件,例如空树的情况。此外,栈的大小需要足够大,这里假设树的最大节点数为100,根据引用[1]中提到节点数目在范围[0, 100]内,所以栈的大小设为100足够。 用户可能需要两种方法的比较,比如时间空间复杂度,或者不同方法的适用场景。例如递归方法代码简洁,但可能栈溢出;迭代方法显式使用栈,更可控;Morris遍历节省空间但实现复杂。不过用户要求C语言实现,可能更关注代码的正确性效率。 最后,确保代码符合C语言的语法,比如结构体的使用,指针操作,以及布尔类型的处理。在C语言中,需要使用stdbool.h头文件来使用bool类型。 总结下来,我需要提供递归迭代两种C语言实现,并简要解释思路,确保用户能够理解并应用。</think>### 力扣112题(路径总和)C语言实现 #### 题目要求 判断二叉树中是否存在从根节点到叶子节点的路径,使得路径节点值之等于给定目标值。 #### 算法思路 1. **递归法**:深度优先遍历二叉树,逐层减少目标值,判断叶子节点是否满足条件[^1]。 2. **迭代法**:使用栈模拟递归过程,显式存储节点路径剩余目标值[^1]。 --- #### C语言实现代码 ##### 1. 递归法 ```c #include <stdbool.h> struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; }; bool hasPathSum(struct TreeNode* root, int targetSum) { if (root == NULL) return false; // 判断是否为叶子节点且满足条件 if (root->left == NULL && root->right == NULL) { return (targetSum == root->val); } // 递归检查左右子树 return hasPathSum(root->left, targetSum - root->val) || hasPathSum(root->right, targetSum - root->val); } ``` ##### 2. 迭代法(栈实现) ```c #include <stdbool.h> #define MAX_SIZE 100 // 根据题目约束设定栈大小[^1] struct StackNode { struct TreeNode* node; int remaining; }; bool hasPathSum(struct TreeNode* root, int targetSum) { if (root == NULL) return false; struct StackNode stack[MAX_SIZE]; int top = -1; // 初始化栈(根节点入栈) stack[++top] = (struct StackNode){root, targetSum}; while (top >= 0) { struct StackNode current = stack[top--]; struct TreeNode* node = current.node; int remaining = current.remaining - node->val; // 判断叶子节点是否满足条件 if (node->left == NULL && node->right == NULL && remaining == 0) { return true; } // 右子节点入栈 if (node->right != NULL) { stack[++top] = (struct StackNode){node->right, remaining}; } // 左子节点入栈 if (node->left != NULL) { stack[++top] = (struct StackNode){node->left, remaining}; } } return false; } ``` --- #### 复杂度分析 | 方法 | 时间复杂度 | 空间复杂度 | 特点 | |---------|------------|------------|--------------------------| | 递归法 | $O(n)$ | $O(n)$ | 代码简洁,可能栈溢出[^1] | | 迭代法 | $O(n)$ | $O(n)$ | 显式控制栈空间[^1] | ---
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