代码随想录day17

二叉树 5

最大二叉树

给定一个不重复的整数数组 nums 。 最大二叉树 可以用下面的算法从 nums 递归地构建:

  1. 创建一个根节点,其值为 nums 中的最大值。
  2. 递归地在最大值 左边 的 子数组前缀上 构建左子树。
  3. 递归地在最大值 右边 的 子数组后缀上 构建右子树。
    返回 nums 构建的 最大二叉树 。

思路

同中序和后序遍历构造二叉树一样

class Solution {
    Map<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
    public TreeNode constructMaximumBinaryTree(int[] nums) {
        int max = 0;
        for(int i = 0;i < nums.length;i++){
            map.put(nums[i],i);
            max = Math.max(max,nums[i]);
        }
        TreeNode root = new TreeNode(max);
        root.left = buildTree(nums,0,map.get(max));
        root.right = buildTree(nums,map.get(max) + 1,nums.length);
        return root;
    }
    public TreeNode buildTree(int[] nums,int beg,int end){
        if(beg >= end)
            return null;
        int max = 0;
        for(int i = beg;i < end;i++){
            max = Math.max(max,nums[i]);
        }
        int maxInd = map.get(max);
        TreeNode root = new TreeNode(max);
        
        root.left = buildTree(nums,beg,maxInd);
        root.right = buildTree(nums,maxInd + 1,end);

        return root;
    }
}

合并二叉树

给定两个二叉树,想象当你将它们中的一个覆盖到另一个上时,两个二叉树的一些节点便会重叠。

你需要将他们合并为一个新的二叉树。合并的规则是如果两个节点重叠,那么将他们的值相加作为节点合并后的新值,否则不为 NULL 的节点将直接作为新二叉树的节点。

思路

在递归的过程中相加,同时递归两个二叉树,即同时递归左边和右边

class Solution {
    // 递归
    public TreeNode mergeTrees(TreeNode root1, TreeNode root2) {
        if (root1 == null) return root2;
        if (root2 == null) return root1;

        root1.val += root2.val;
        root1.left = mergeTrees(root1.left,root2.left);
        root1.right = mergeTrees(root1.right,root2.right);
        return root1;
    }
}

二叉搜索数中的搜索

给定二叉搜索树(BST)的根节点 root 和一个整数值 val。

你需要在 BST 中找到节点值等于 val 的节点。 返回以该节点为根的子树。 如果节点不存在,则返回 null 。

在这里插入图片描述

思路

思路简单,只需在递归遍历二叉树的过程中,进行判断是否相等。

class Solution {
    public TreeNode searchBST(TreeNode root, int val) {
        if(root == null)
            return null;
        // if(root.val == val)
        //     return root;
        if(root.val > val)
            return searchBST(root.left,val);
        if(root.val < val)
            return searchBST(root.right,val);
        return root;
    }
}

验证二叉搜索数

给你一个二叉树的根节点 root ,判断其是否是一个有效的二叉搜索树。

有效 二叉搜索树定义如下:

  • 节点的左子树只包含 小于 当前节点的数。
  • 节点的右子树只包含 大于 当前节点的数。
  • 所有左子树和右子树自身必须也是二叉搜索树。

在这里插入图片描述

思路

本体需要注意细节,不能单纯的比较左节点小于中间节点,右节点大于中间节点就完事了。
我们要比较的是 左子树所有节点小于中间节点,右子树所有节点大于中间节点。

class Solution {
    // 注意细节,不是通过判断左节点的值小于根,右节点的值大于根
    TreeNode max;
    public boolean isValidBST(TreeNode root) {
        if(root == null)
            return true;
        boolean left = isValidBST(root.left);

        if(!left)
            return false;
        
        // 中序遍历,验证遍历的元素是不是从小到大
        if(max != null && root.val <= max.val)
            return false;
        
        max = root;

        boolean right = isValidBST(root.right);

        return right;
    }
}
### 代码随想录算法训练营 Day20 学习内容与作业 #### 动态规划专题深入探讨 动态规划是一种通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式来求解复杂问题的方法[^1]。 #### 主要学习内容 - **背包问题系列** - 背包问题是典型的动态规划应用场景之一。这类题目通常涉及给定容量的背包以及一系列具有不同价值和重量的物品,目标是在不超过总容量的情况下最大化所选物品的价值。 - **状态转移方程构建技巧** - 构建合适的状态转移方程对于解决动态规划问题是至关重要的。这涉及到定义好dp数组(或表格),并找到从前一个状态到下一个状态之间的关系表达式[^2]。 - **优化空间复杂度方法** - 对于某些特定类型的DP问题,可以采用滚动数组等方式来减少所需的空间开销,从而提高程序效率[^3]。 #### 实战练习题解析 ##### 题目:零钱兑换 (Coin Change) 描述:给定不同面额的硬币 coins 和一个总金额 amount。编写函数来计算可以凑成总金额所需的最少的硬币个数。如果没有任何一种硬币组合能组成总金额,返回 `-1`。 解决方案: ```python def coinChange(coins, amount): dp = [float('inf')] * (amount + 1) dp[0] = 0 for i in range(1, amount + 1): for coin in coins: if i >= coin and dp[i - coin] != float('inf'): dp[i] = min(dp[i], dp[i - coin] + 1) return dp[-1] if dp[-1] != float('inf') else -1 ``` 此段代码实现了基于自底向上的迭代方式解决问题,其中 `dp[i]` 表示达到金额 `i` 所需最小数量的硬币数目[^4]。 ##### 题目:完全平方数 (Perfect Squares) 描述:给出正整数 n ,找出若干个不同的 完全平方数 (比如 1, 4, 9 ...)使得它们的和等于n 。问至少需要几个这样的完全平方数? 解答思路同上一题类似,只是这里的“硬币”变成了各个可能的完全平方数值。 ```python import math def numSquares(n): square_nums = set([i*i for i in range(int(math.sqrt(n))+1)]) dp = [float('inf')] *(n+1) dp[0] = 0 for i in range(1,n+1): for sq in square_nums: if i>=sq: dp[i]=min(dp[i],dp[i-sq]+1); return dp[n]; ``` 这段代码同样运用了动态规划的思想去寻找最优解路径,并利用集合存储所有小于等于输入值的最大平方根内的平方数作为候选集[^5]。
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