二叉树中的最大路径和

该博客探讨了如何在二叉树中找到最大的路径和,路径可以是任意两个节点间的路径,包括中间可能存在的节点,也可以是单个节点。问题核心在于计算每个节点作为路径起点时所能达到的最大路径和。

二叉树中的最大路径和


路径和:二叉树的任意两节点经过中间若干节点(当然也可能中间没有节点,另外单个节点也可看作路径,这里理解就好)形成一条路径,路径的和就是经过节点的值(val)的和


public class MaxPathSum {
    static int maxSum=Integer.MIN_VALUE;

    public static int maxPathSum(TreeNode root){
        maxGain(root);
        return maxSum;
    }

    /**
     *  计算当前节点到任意子节点到最大路径和
     */
    public static int maxGain(TreeNode node){
        if(node==null){
            return 0;
        }

        //如果节点最大路径为负,直接返回0,相当于忽略为负的节点
        int leftGain = Math.max(maxGain(node.left), 0);
        int rightGain = Math.max(maxGain(node.right), 0);

        //自底向上递归求每个节点下的最大路径,如果最大路径大于maxSum,则更新maxSum
        int newPath=leftGain+ rightGain +node.val;
        maxSum=Math.max(maxSum,newPath);

        return node.val+Math.max(leftGain,rightGain);
    }


    public static void main(String[] args) {
        //模拟题目示例,构建示例二叉树验证结果
        TreeNode root = new TreeNode(-10);
        root.left=new TreeNode(9);
        root.right=new TreeNode(20);
        root.right.left=new TreeNode(15);
        root.right.right=new TreeNode(7);

        System.out.println(maxPathSum(root)); //result:42
    }

}
### 关于Java中计算二叉树最大路径 #### 定义与理解 在讨论二叉树中的最大路径之前,先明确何谓路径路径被定义为一条从树中任意节点出发到达任意节点的序列,且同一节点在一个路径序列中至多出现一次。此路径至少包含一个节点,并不强制通过根节点[^3]。 #### 算法思路 为了找到给定二叉树内的最大路径,采用递归方式解决问题是一种常见策略。具体来说,在遍历过程中对于每一个访问到的节点,考虑两条可能构成更大路径的选择:一是当前节点加上左子树或右子树之一所能贡献的最大正值;二是跨越当前节点连接左右两棵子树形成的新路径。需要注意的是,当某侧子树无法提供正向增益时,则不应将其纳入考量范围之内[^1]。 #### 核心代码展示 下面给出了一种基于上述逻辑框架的具体实现方案: ```java public class Solution { private int ans = Integer.MIN_VALUE; public int maxPathSum(TreeNode root) { maxSum(root); return ans; } private int maxSum(TreeNode node) { if (node == null) return 0; // 计算左侧分支的最大贡献值,忽略负数贡献 int leftGain = Math.max(maxSum(node.left), 0); // 同理处理右侧分支 int rightGain = Math.max(maxSum(node.right), 0); // 更新全局最优解 int priceNewpath = node.val + leftGain + rightGain; ans = Math.max(priceNewpath, ans); // 返回单边最佳选择供上级调用者决策 return node.val + Math.max(leftGain, rightGain); } } ``` 这段程序首先初始化了一个最小整数值`ans`用于记录最终结果。接着定义了两个函数:一个是对外接口`maxPathSum()`负责启动整个过程并返回最后的结果;另一个辅助性的私有成员函数`maxSum()`则承担着实际的核心运算工作,它会针对每个节点分别评估来自两侧子树的价值增量,并据此调整全局变量`ans`来保存迄今为止发现的最佳答案[^2]。
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