二叉树题目汇总

本文汇总了二叉树的经典算法题目,包括遍历、重建、镜像等,并提供了详细的解决方案,例如寻找从根节点到特定节点的路径及输出所有根节点到叶子节点的路径。

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二叉树题目汇总

二叉树的遍历(前序、中序、后序遍历和层次遍历)
重建二叉树
二叉树镜像
二叉树的深度
二叉树的宽度
判断二叉搜索树的后序遍历是否合法
判断一颗二叉树是否是平衡二叉树
判断一棵二叉树是否为完全二叉树
二叉树中和为某一值的路径
将二叉树搜索树转化为双向链表
求二叉树第 k 层结点个数
求二叉树两个结点的最低公共祖先结点
求二叉树中两个结点的最大距离
序列化和反序列化二叉树

  • 普通树中的祖先结点到后代结点的路径
  • 二叉树根结点到所有叶子节点的路径

普通树中的祖先结点到后代结点的路径

题目:
给出树的一个结点以及它的一个后代结点,输出从祖先结点到后代结点的路径。
如下面的树中,给出 0 和 7 两个结点,则输出0到7的路径 0, 1, 4, 7。

             0
            / \
          1    2
        /  \
       3    4
     / \   / | \
    5  6  7  8  9
package algorithm.foroffer.top50;

import org.junit.Test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * description:
 *
 * @author liyazhou
 * @create 2017-06-05 21:23
 */

class TreeNode{
    int             value;
    List<TreeNode>  children = new ArrayList<>();
    public TreeNode(int _value){ value = _value; }
    public void addChild(TreeNode child){ children.add(child); }
    public void addChildren(TreeNode... children){
        for (TreeNode child : children) this.children.add(child);
    }
}

public class Test50_2 {

    /**
     * 找根结点到目标结点的路径
     * @param root 树的根结点
     * @param target 树中的一个结点
     * @param path 从根结点到目标结点的路径
     * @return 如果存在从根结点到目标结点的路径,则返回;否则返回 null
     */
    public boolean getNodePath(TreeNode root, TreeNode target, List<TreeNode> path){
        // 添加当前结点
        path.add(root);
        System.out.print(root.value + "\t");  //0   1   3   5   6   4   7

        if (root == target) return true;

        boolean found = false;

        // 处理孩子结点
        for (TreeNode child : root.children){
            found = getNodePath(child, target, path);
            if (found) break;
        }

        // 以当前结点为根结点的子树中,不存在目标结点,则从路径中删除该结点
        if (!found) path.remove(path.size()-1);

        return found;
    }



    @Test
    public void test(){
        TreeNode[] nodes = generateTree();
        TreeNode root = nodes[0];
        TreeNode target1 = nodes[1];

        List<TreeNode> path1 = new ArrayList<>();
        getNodePath(root, target1, path1);
        System.out.println();
        for(TreeNode node : path1) System.out.print(node.value + "\t");
        System.out.println();
    }


    /**
     *               0
     *              / \
     *            1    2
     *          /  \
     *         3    4
     *       / \   / | \
     *      5  6  7  8  9
     *
     */
    private TreeNode[] generateTree() {
        TreeNode node0 = new TreeNode(0);
        TreeNode node1 = new TreeNode(1);
        TreeNode node2 = new TreeNode(2);
        TreeNode node3 = new TreeNode(3);
        TreeNode node4 = new TreeNode(4);
        TreeNode node5 = new TreeNode(5);
        TreeNode node6 = new TreeNode(6);
        TreeNode node7 = new TreeNode(7);
        TreeNode node8 = new TreeNode(8);
        TreeNode node9 = new TreeNode(9);

        node0.addChildren(node1, node2);
        node1.addChildren(node3, node4);
        node3.addChildren(node5, node6);
        node4.addChildren(node7, node8, node9);

        return new TreeNode[]{node0, node7};
    }

}

二叉树根结点到所有叶子节点的路径

package ac.leetcode.tree;

import org.junit.Test;

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

/**
 * description:
 *
 * @author liyazhou
 * @since 2017-07-02 10:45
 *
 *  Binary Tree Paths
 *
 * 题目:
 *  Given a binary tree, return all root-to-leaf paths.
 *  For example, given the following binary tree:
 *                 1
 *               /   \
 *              2     3
 *               \
 *                5
 *
 * All root-to-leaf paths are:  ["1->2->5", "1->3"]
 */
public class BinaryTreePaths {
    private static class BinTreeNode{
        int value;
        BinTreeNode left;
        BinTreeNode right;

        public BinTreeNode (int _value){ value = _value; }
        public void setChildren(BinTreeNode _left, BinTreeNode _right){
            left = _left;
            right = _right;
        }
    }


    public List<String> binaryTreePaths(BinTreeNode root){
        List<String> paths = new LinkedList<>();
        if (root == null) return paths; // if root == null, return []
        String path = "";
        binaryTreePaths(root, paths, path);
        return paths;
    }

    private void binaryTreePaths(BinTreeNode root, List<String> paths, String path) {
        if (root == null) return;

        // 叶子结点,路径中的末尾结点,是专有的
        if (root.left == null && root.right == null){
            if ("".equals(path))  path += root.value;
            else                  path += "->" + root.value;
            paths.add(path);
            return;
        }

        // 根结点到当前结点的路径,为其左右子结点公有的路径
        if ("".equals(path)) path += root.value;
        else                 path += "->"+root.value;
        binaryTreePaths(root.left, paths, path);
        binaryTreePaths(root.right, paths, path);
    }


    @Test
    public void test(){
        BinTreeNode node1 = new BinTreeNode(1);
        BinTreeNode node2 = new BinTreeNode(2);
        BinTreeNode node3 = new BinTreeNode(3);
        BinTreeNode node5 = new BinTreeNode(5);

        node1.setChildren(node2, node3);
        node2.setChildren(null, node5);

        List<String> paths = binaryTreePaths(node1);
        for (String path : paths)
            System.out.println(path);
    }
}
(1)非递归定义 树(tree)是由n(n≥0)个结点组成的有限集合。n=0的树称为空树;n>0的树T: ① 有且仅有一个结点n0,它没有前驱结点,只有后继结点。n0称作树的根(root)结点。 ② 除结点外n0 , 其余的每一个结点都有且仅有一个直接前驱结点;有零个或多个直接后继结点。 (2)递归定义 一颗大树分成几个大的分枝,每个大分枝再分成几个小分枝,小分枝再分成更小的分枝,… ,每个分枝也都是一颗树,由此我们可以给出树的递归定义。 树(tree)是由n(n≥0)个结点组成的有限集合。n=0的树称为空树;n>0的树T: ① 有且仅有一个结点n0,它没有前驱结点,只有后继结点。n0称作树的根(root)结点。 ② 除根结点之外的其他结点分为m(m≥0)个互不相交的集合T0,T1,…,Tm-1,其中每个集合Ti(0≤i<m)本身又是一棵树,称为根的子树(subtree)。 2、掌握树的各种术语: (1) 父母、孩子与兄弟结点 (2) 度 (3) 结点层次、树的高度 (4) 边、路径 (5) 无序树、有序树 (6) 森林 3、二叉树的定义 二叉树(binary tree)是由n(n≥0)个结点组成的有限集合,此集合或者为空,或者由一个根结点加上两棵分别称为左、右子树的,互不相交的二叉树组成。 二叉树可以为空集,因此根可以有空的左子树或者右子树,亦或者左、右子树皆为空。 4、掌握二叉树的五个性质 5、二叉树的二叉链表存储。
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