二叉树操作合集(陆续更新)

本文介绍并实现了多个关于二叉树的经典算法问题,包括根据先序和中序序列重建二叉树、判断一棵树是否为另一棵树的子结构、生成二叉树的镜像、层级遍历二叉树、验证序列是否为二叉搜索树的后序序列及寻找二叉树中所有路径和等于特定值的方法。

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所有题目基于如下树节点:

public class TreeNode {
      int val;
      TreeNode left = null;
      TreeNode right = null;
      TreeNode(int x) { val = x; }
}

题目合集:

  1. 先序序列和中序序列重建二叉树
  2. 判断一棵树是否为另一颗树的子结构
  3. 二叉树的镜像
  4. 层级遍历二叉树
  5. 判断一个序列是否为某二叉搜索树的后序序列
  6. 二叉树的所有路径和为某一值

先序序列和中序序列重建二叉树

/**
 * Created by lrx on 2017/4/9.
 */
// 输入某二叉树的前序遍历和中序遍历的结果,请重建出该二叉树
public class ReConstructBinaryTree {
    public TreeNode reConstructBinaryTree(int [] pre,int [] in) {
        return reConstructBinaryTree(pre, 0, pre.length-1, in, 0, in.length-1);
    }
    private static TreeNode reConstructBinaryTree(int[] pre, int l1, int r1, int[] in, int l2, int r2) {
        if (l1 > r1 || l2 > r2) return null;
        TreeNode root = new TreeNode(pre[l1]);
        int index = l2;
        while (index <= r2 && in[index] != pre[l1]) {
            index++;
        }
        if (index > r2) return null;
        root.left = reConstructBinaryTree(pre, l1+1, l1+index-l2, in, l2, index-1);
        root.right = reConstructBinaryTree(pre, l1+index-l2+1, r1, in, index+1, r2);
        return root;
    }
}

判断一棵树是否为另一颗树的子结构

/**
 * Created by lrx on 2017/4/10.
 */
// 判断一棵树是否是另一颗树的子结构
public class JudgeSubTree {
    public static void main(String[] args) {
        TreeNode root1 = new TreeNode(8);
        root1.left = new TreeNode(6);
        root1.right = new TreeNode(7);
        TreeNode root2 = new TreeNode(8);
        JudgeSubTree j = new JudgeSubTree();
        boolean r = j.HasSubtree(root1, root2);
        System.out.println(r);
    }
    public boolean HasSubtree(TreeNode root1,TreeNode root2) {
        if (root1 ==null || root2 == null)
            return false;
        return preOrder(root1,root2);
    }
//    先序遍历找到第一个相同的节点
    private boolean res = false;
    private boolean preOrder(TreeNode root1, TreeNode root2) {
        if (root1 == null) return false;
        if (root1.val == root2.val) {
            res = judge(root1,root2);
            if (res)
                return true;
        }
        return preOrder(root1.left,root2) || preOrder(root1.right,root2);
    }
    // 递归判断两个树是否相等
    private boolean judge(TreeNode root1, TreeNode root2) {
        if (root1 == null && root2 == null) return true;
        if (root1 == null) return false;
        if (root2 == null) return true;

        if (root1.val == root2.val) {
            return judge(root1.left,root2.left) && judge(root1.right,root2.right);
        } else {
            return false;
        }
    }
}

二叉树的镜像

/**
 * Created by lrx on 2017/4/10.
 */
// 求一棵树的镜像
public class MirrorOfTree {
    public void Mirror(TreeNode root) {
        if (root == null) return;
        TreeNode p = root.left;
        root.left = root.right;
        root.right = p;
        Mirror(root.left);
        Mirror(root.right);
    }
}

层级遍历二叉树

/**
 * Created by lrx on 2017/4/11.
 */
// 层级遍历,用队列,类似广度优先遍历
public class TreeFloorPrint {
    public ArrayList<Integer> PrintFromTopToBottom(TreeNode root) {
        ArrayList<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res;
        LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();

        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            TreeNode p = queue.removeFirst();
            res.add(p.val);
            if (p.left != null)
                queue.add(p.left);
            if (p.right != null)
                queue.add(p.right);
        }
        return res;
    }
}

判断一个序列是否为某二叉搜索树的后序序列

/**
 * Created by lrx on 2017/4/11.
 */
// 验证一个序列是一颗二叉搜索树的后序遍历序列
    // 只需递归判断子树也是二叉搜索树即可
public class VerifySquenceIsBST {
    public static void main(String[] args) {
        VerifySquenceIsBST v = new VerifySquenceIsBST();
        v.VerifySquenceOfBST(new int[] {2,4,3,6,8,7,5});
    }
    public boolean VerifySquenceOfBST(int [] sequence) {
        if (sequence.length <= 1) return true;
        return verify(sequence, 0, sequence.length-1);
    }
    private boolean verify(int[] seq, int l1, int r1) {
        if ((r1-l1) <= 0) return true;
        int root = seq[r1];
        int index = l1;
        while (index < r1 && seq[index] < root) {
            index++;
        }
        for (int i=index; i<r1; i++) {
            if (seq[i] < root)
                return false;
        }
        return verify(seq, l1, index-1) && verify(seq, index, r1-1);
    }
}

二叉树的所有路径和为某一值

/**
 * Created by lrx on 2017/4/11.
 */
// 二叉树所有路径之和为某值,采用递归实现
public class TreeAllPath {
    public static void main(String[] args) {
        TreeAllPath t = new TreeAllPath();
        TreeNode root = new TreeNode(10);
        root.left = new TreeNode(5);
        root.right = new TreeNode(12);
        ArrayList<ArrayList<Integer>> res = t.FindPath(root, 22);
        System.out.println(res);
    }
    ArrayList<ArrayList<Integer>> res;
    ArrayList<Integer> aPath;
    public ArrayList<ArrayList<Integer>> FindPath(TreeNode root, int target) {
        res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res;
        aPath = new ArrayList<>();
        findPath(root, target);
        return res;
    }
    private void findPath(TreeNode root, int target) {
        if (root == null) return;
        aPath.add(root.val);
        // 是叶子结点
        if (root.left == null && root.right == null) {
            int sum = 0;
            for (Integer i : aPath) {
                sum += i;
            }
            if(sum == target) {
//                res.add(aPath);这样不行,可能因为res持有apath的引用,而之后aPath还会改变
                ArrayList<Integer> r = new ArrayList<>();
                for (Integer i : aPath) {
                    r.add(i);
                }
                res.add(r);
            }
            aPath.remove(aPath.size()-1);
            return;
        }
        findPath(root.left, target);
        findPath(root.right, target);
        aPath.remove(aPath.size()-1);
    }
}
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