【二叉树-中等】1530. 好叶子节点对的数量

本文介绍了一种算法,用于计算二叉树中所有叶子节点对之间的距离,并统计距离小于等于给定值的节点对数量。该算法首先通过深度优先搜索获取所有叶子节点的路径,然后比较每对叶子节点路径的最近公共祖先来计算它们之间的距离。

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题目
提示:

tree 的节点数在 [1, 2^10] 范围内。
每个节点的值都在 [1, 100] 之间。
1 <= distance <= 10
  1. 注意此题根据提示可以知道,不同的节点可能具有相同的数值,所以不能仅仅凭借结点的数值就判断两个节点是否是同一个节点。
  2. 思路:一看到这种路径距离第一反应就是最近公共父节点
    【代码】
    在这里插入图片描述
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def dfs(self,root):
        if not root:return 
        self.path.append(root)
        if not root.left and not root.right:
            self.leaf_path.append(self.path[:])
        self.dfs(root.left)
        self.dfs(root.right)
        self.path.pop()
    def countPairs(self, root: TreeNode, distance: int) -> int:
        self.path=[]
        self.leaf_path=[]
        self.dfs(root)
        cnt=0
        for i in range(len(self.leaf_path)):
            for j in range(i+1,len(self.leaf_path)):
                item_i=self.leaf_path[i]
                item_j=self.leaf_path[j]
                idx=0
                for x,y in zip(item_i,item_j):
                    if x!=y:
                        break
                    idx+=1
                if (len(item_i)+len(item_j)-2*idx)<=distance:
                    cnt+=1
        return cnt
### C++ 实现扩展二叉树先序序列求解中序和后序序列 #### 1. 扩展二叉树定义 扩展二叉树是一种特殊的二叉树,在原二叉树的基础上增加了外部节点(也称为虚节点),用于表示叶子节点的空子树。通常用特殊字符(如 `#` 或 `-1`)来标记这些虚节点。 给定扩展二叉树的先序序列,可以通过解析该序列重建二叉树,并进一步得到其对应的中序和后序序列[^1]。 --- #### 2. 算法思路 为了实现这一目标,可以采用以下步骤: - **构建二叉树**:基于扩展二叉树的先序序列递归地创建二叉树- **中序遍历**:按照左子树 -> 根节点 -> 右子树的顺序访问节点。 - **后序遍历**:按照左子树 -> 右子树 -> 根节点的顺序访问节点。 以下是具体的代码实现。 --- #### 3. C++ 实现代码 ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; // 定义二叉树节点结构体 struct TreeNode { char val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(char v) : val(v), left(nullptr), right(nullptr) {} }; class BinaryTreeBuilder { public: // 构造函数接收先序序列 explicit BinaryTreeBuilder(const string& preorder) : pre(preorder), index(0) {} // 构建二叉树 TreeNode* buildTree() { if (index >= pre.size()) return nullptr; if (pre[index] == '#') { // 如果遇到'#',则为虚节点 ++index; return nullptr; } TreeNode* node = new TreeNode(pre[index]); // 创建当前节点 ++index; node->left = buildTree(); // 递归构建左子树 node->right = buildTree(); // 递归构建右子树 return node; } private: string pre; // 存储先序序列 size_t index; // 当前索引 }; // 中序遍历 void inorderTraversal(TreeNode* root, vector<char>& result) { if (!root) return; inorderTraversal(root->left, result); result.push_back(root->val); inorderTraversal(root->right, result); } // 后序遍历 void postorderTraversal(TreeNode* root, vector<char>& result) { if (!root) return; postorderTraversal(root->left, result); postorderTraversal(root->right, result); result.push_back(root->val); } int main() { // 输入扩展二叉树的先序序列 string preorder; cout << "请输入扩展二叉树的先序序列:" << endl; cin >> preorder; // 构建二叉树 BinaryTreeBuilder builder(preorder); TreeNode* root = builder.buildTree(); // 获取中序和后序序列 vector<char> inorderResult, postorderResult; inorderTraversal(root, inorderResult); postorderTraversal(root, postorderResult); // 输出结果 cout << "中序序列: "; for (char c : inorderResult) cout << c << " "; cout << endl; cout << "后序序列: "; for (char c : postorderResult) cout << c << " "; cout << endl; return 0; } ``` --- #### 4. 示例运行 假设输入如下扩展二叉树的先序序列: ``` ABD##E##CF### ``` 程序输出的结果将是: ``` 中序序列: D B E A F C 后序序列: D E B F C A ``` 解释: - 先序序列 `ABD##E##CF###` 表示一棵扩展二叉树,其中 `A` 是根节点,`B` 和 `C` 分别是左右子树的根节点。 - 解析后的中序和后序序列分别对应于标准二叉树的遍历结果。 --- ###
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