《剑指Offer》打印二叉树和为某一值的路径

本文介绍了一种基于栈的二叉树路径查找算法,该算法类似于二叉树的前序遍历,通过递归方式查找所有从根节点到叶子节点的路径,当路径之和等于预期数值时,将路径加入结果集。算法使用了C++实现,并详细解释了其工作原理。

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打印二叉树的路径与二叉树的前序遍历相似, 因为遍历的顺序都是根节点->左子树->右子树。不同的是打印路径时需要保存之前遍历过的节点,我们使用一个栈来保存遍历过得节点,在遍历右子树之前,将左子树出栈。
下面是C++的代码:

class Solution {
public:
	vector<vector<int> > FindPath(TreeNode* root, int expectNumber) {
		vector<vector<int>> *result = new vector<vector<int>>;
		vector<int>  path;
		if (root == NULL)
			return {};
		int add = 0;
		find(root, expectNumber, path, add, result);
		return *result;
	}
	void find(TreeNode* root, int expectNumber, vector<int> path, int add, vector<vector<int>> *result)
	{
		path.push_back(root->val);
		add += root->val;

		if (root->left == NULL && root->right == NULL)
		{
			if (add == expectNumber)
			{
				result->push_back(path);
			}
		}

		if (root->left != NULL)
			find(root->left, expectNumber, path, add, result);
		if (root->right != NULL)
			find(root->right, expectNumber, path, add, result);

		path.pop_back();
	}
};
/* 这是个在字符环境中,用ASCII码打印二叉树形状的算法。 在Linux控制台下写的例题,在DOS中稍有点乱。 采用层次遍法。 算法拙劣,仅供初学者做练习,(本人也是初学者,自学据结构,刚好学到这二叉树章, 半路出家,基础差有点吃力头大,搞几个二叉的例题,却不知道其构造形状, 想调用图形API做个美观点的,却有点偏离本章的学习目的,只好用字符打印, linux环境中打印的还可以,DOS中有点不稳定,如果您有更好的算法定不吝赐教。 我的QQ:137241638 mail:hnflcp@139.com */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MaxSize 100 //Pstart是二叉树根结点在行中的位置,行最能打印124个字符,取其1/2。 //如果你的屏不够宽的话,可以输出文本文件里, aa.exe>>aa.txt #define Pstart 40 typedef struct bstnode { int key, data, bf; struct bstnode *lchild, *rchild; }BSTNode; typedef struct pnode //为打印二叉树建了个结构。 { int key; //关键字据1 int data; //关键字据2 struct pnode *lchild, //左孩子 *rchlid, //右孩子 *parent; //父节点 int lrflag, //标记本节点是左孩子(等于0时),还是右孩子(等于1时) space, //存储本节点打印位置 level; //存储本节点所在层次。 }PBSTNode; /*建立二叉树。 用括号表示法表示二叉树字符串,创建二叉树。 */ BSTNode* CreateBSTNode(char *s) { char ch; BSTNode *p=NULL, *b=NULL, *ps[MaxSize]; int top=-1, tag=-1; ch=*s; while(ch) { switch(ch) { case '(':ps[++top]=p;tag=1;break; case ',':tag=2;break; case ')':top--;break; default: p=(BSTNode*)malloc(sizeof(BSTNode)); p->data=ch; p->lchild=p->rchild=NULL; if(b==NULL) b=p; else { switch(tag) { case 1:ps[top]->lchild=p;break; case 2:ps[top]->rchild=p;break; } } } ch=*(++s); } return b; } //用适号表示法打印二叉树。 void DispBSTNode(BSTNode *b) { if(b!=NULL) { printf("%d",b->key); if(b->lchild!=NULL||b->rchild!=NULL) { printf("("); DispBSTNode(b->lchild); if(b->rchild!=NULL)printf(","); DispBSTNode(b->rchild); printf(")"); } } } int BSTNodeHeight(BSTNode *b) { int lchildh,rchildh; if(b==NULL)return 0; else { lchildh=BSTNodeHeight(b->lchild); rchildh=BSTNodeHeight(b->rchild); return (lchildh>rchildh)?(lchildh+1):(rchildh+1); } } /*建立二叉树打印结点的信息, 只被int CreatePBSTNode(BSTNode *b,PBSTNode *pqu[])调用*/ void SetPBSTNodeInfo(BSTNode *b,PBSTNode *parent,PBSTNode *pb,int level,int lrflag) { int f=3; pb->data=b->data; pb->key =b->key; pb->parent=parent; pb->level=level; pb->lrflag=lrflag; pb->space=-1; } /*用层次遍历法,BSTNode结构存储的二叉树转换为,PBSTNode结构的二叉树*/ int CreatePBSTNode(BSTNode *b,PBSTNode *pqu[]) { BSTNode *p; BSTNode *qu[MaxSize]; int front=-1, rear=-1; rear++; qu[rear]=b; pqu[rear]=(PBSTNode*)malloc(sizeof(PBSTNode)); SetPBSTNodeInfo(b,NULL,pqu[rear],1,-1); while(rear!=front) { front++; p=qu[front]; if(p->lchild!=NULL) { rear++; qu[rear]=p->lchild; pqu[rear]=(PBSTNode*)malloc(sizeof(PBSTNode)); SetPBSTNodeInfo(p->lchild,pqu[front],pqu[rear],pqu[front]->level+1,0); } if(p->rchild!=NULL) { rear++; qu[rear]=p->rchild; pqu[rear]=(PBSTNode*)malloc(sizeof(PBSTNode)); SetPBSTNodeInfo(p->rchild,pqu[front],pqu[rear],pqu[front]->level+1,1); } } return rear; } //打印层结点,及该层结点与父结点的连线路径。 void PBSTNodePrint_char(PBSTNode *pb[],int n,int h) { int l=-1, r=0, i,j,k, end; char c; PBSTNode *p; if(n<=0||h<=0) { return; } else if(pb[0]->level==1) { for(i=0;i<pb[0]->space;i++) printf(" "); printf("%c",pb[0]->data); printf("\n"); return; } h=h-pb[0]->level+2; for(k=0;k<h;k++) { j=0; l--; r++; for(i=0;i<n;i++)//打印线条 { p=pb[i]; end=(p->lrflag==0)?l:r; end+=p->parent->space; for(;j<end;j++) printf(" "); c=(p->lrflag==0)?'/':'\\'; printf("%c",c); } printf("\n"); } for(i=0;i<n;i++)//计算本层结点打印位置 { p=pb[i]; if(p->lrflag==0) p->space=p->parent->space+l; else p->space=p->parent->space+r; } for(i=0,j=0;i<n;i++)//打印关键字据 { p=pb[i]; for(;j<p->space;j++) printf(" "); printf("%c",p->data); } printf("\n"); } //循环打印所有层的据 void DispBTree(BSTNode *b) { int n,i,j,high, level; PBSTNode *p; PBSTNode *pqu[MaxSize]; PBSTNode *levelpqu[MaxSize]; n=CreatePBSTNode(b,pqu); high=BSTNodeHeight(b); j=0; level=1; pqu[0]->space=Pstart; for(i=0;i<=n;i++) { p=pqu[i]; if(p->level==level) { levelpqu[j]=p; j++; } else { PBSTNodePrint_char(levelpqu,j,high); level=p->level; j=0; levelpqu[j]=p; j++; } } PBSTNodePrint_char(levelpqu,j,high); } void main() { int iDepth=0, iWidth=0, iCount=0; char *str1="A(B(D,E(H,X(J,K(L,M(T,Y))))),C(F,G(X,I)))"; char *str2="A(B(D(,G)),C(E,F))"; BSTNode *b=CreateBSTNode(str1); DispBSTNode(b);printf("\n"); iDepth=BSTNodeHeight(b); printf("Depth:%d\n",iDepth); DispBTree(b); }
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