路径总和II——深度优先搜索

gentle_ice

于 2025-04-01 07:57:19 发布

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文章标签：算法 leetcode 数据结构

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/W_L_MM/article/details/146896503

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给你二叉树的根节点 root 和一个整数目标和 targetSum ，找出所有 从根节点到叶子节点 路径总和等于给定目标和的路径。

叶子节点 是指没有子节点的节点。

示例 1：

输入：root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,5,1], targetSum = 22
输出：[[5,4,11,2],[5,8,4,5]]

示例 2：

输入：root = [1,2,3], targetSum = 5
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1,2], targetSum = 0
输出：[]

解题方法：

首先设定两个全局变量，分别是结果数组与中间路径数组，都是LinkedList结构。
然后写辅助函数来进行深度优先搜索。
首先入口是当前的节点非空。
然后将当前节点的值塞进中间路径数组的尾部，并且用目标值减去当前节点的值。
接着判断当前是否为叶子节点且路径和等于目标值，是则添加路径的深拷贝，否则继续向左右递归。
最后回溯，直接移除当前节点即可。

疑惑的点：为什么我的路径需要回溯，而我的targetsum不需要回溯呢？

首先是题目让我们找从根节点到叶子节点路径总和等于给定目标和的路径。
其次我们的targetSum不需要显式回溯，递归返回自动恢复。
而path是共享对象，必须显式回溯以确保路径状态正确。

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode() {}
    TreeNode(int val) { this.val = val; }
    TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
        this.val = val;
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
}

class Solution {
    List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
    LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();

    public List<List<Integer>> pathSum(TreeNode root, int targetSum) {
        dfs(root, targetSum);
        return res;
    }

    private void dfs(TreeNode root, int targetSum) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        path.offerLast(root.val);
        targetSum -= root.val;

        // 如果是叶子节点且路径和等于目标值
        if (root.left == null && root.right == null && targetSum == 0) {
            res.add(new LinkedList<>(path)); // 添加路径的深拷贝
        }

        // 递归处理左右子节点
        dfs(root.left, targetSum);
        dfs(root.right, targetSum);

        // 回溯，移除当前节点
        path.pollLast();
    }
}