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代码随想录 | 二叉树

时间:2022-10-11 20:22:55浏览次数:70  
标签:right TreeNode val int 代码 随想录 二叉树 root left

226. 翻转二叉树

给你一棵二叉树的根节点 root ,翻转这棵二叉树,并返回其根节点。

输入:root = [4,2,7,1,3,6,9]
输出:[4,7,2,9,6,3,1]

ψ(`∇´)ψ 我的思路

  • 还是用了层序遍历的方法,在该结点左右孩子入栈之后,互换左右指针
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> que = new LinkedList<>();
        if (root == null) {
            return root;
        }
        que.add(root);
        while (!que.isEmpty()) {
            int size = que.size();
            while (size > 0) {
                TreeNode node = que.poll();
                TreeNode tmp = new TreeNode();
                if (node.right != null && node.left != null) {
                    //左右孩子都不空,右孩子、左孩子加入队列并交换
                    que.add(node.right);
                    que.add(node.left);
                    tmp = node.right;
                    node.right = node.left;
                    node.left = tmp;
                } else if (node.right==null&&node.left!=null ) {
                    que.add(node.left);
                    node.right=node.left;
                    node.left=null;
                } else if(node.left==null&&node.right!=null){
                    que.add(node.right);
                    node.left=node.right;
                    node.right=null;
                }
                size--;
            }
        }
        return root;
    }
}
  • 下面是递归的做法:
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
   public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        //先序遍历
        swapChildren(root);
        invertTree(root.left);
        invertTree(root.right);
        return root;
    }

    private void swapChildren(TreeNode root) {
        TreeNode tmp = root.left;
        root.left = root.right;
        root.right = tmp;
    }
}



101. 对称二叉树

给你一个二叉树的根节点 root , 检查它是否轴对称。

输入:root = [1,2,2,3,4,4,3]
输出:true

ψ(`∇´)ψ 我的思路

  • 层序遍历每一层二叉树,每一层结点的值放入链表,判断链表(除第一层外)是否对称
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> que = new LinkedList<>();
        que.add(root);
        while (!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            while (size>0){
                TreeNode node = que.poll();
                list.add(node.val);//加入链表
                if(node.left!=null){que.add(node.left);}
                if(node.right!=null){que.add(node.right);}
                size--;
            }
            //判断list是不是对称列表
            if(list.size()>1){
                Collections.reverse(list.subList(0,list.size()/2));
                if(!list.subList(0,list.size()/2).equals(list.subList(list.size()/2,list.size()))){
                    return false;
                }
            }
        }
        return true;
    }
}
  • 上面的代码并不能判断下面这种情况:

    输入:root = [1,2,2,null,3,null,3]
    输出:false

  • 因为只把不空的结点加入到链表,所以上述情况的链表是这样的:[1][2,2][3,3],我想着把null也加入到链表里。不行(x_x),那样的话就没办法控制临界条件了。

  • 下面是代码随想录的递归做法:比较根结点的左右子树是否对称

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        boolean res = comparable(root.left, root.right);
        return res;

    }
    public static boolean comparable(TreeNode left, TreeNode right){
        if(left==null&&right!=null){return false;}
        else if(right==null&&left!=null){return false;}
        else if(right==null&&left==null){return true;}
        else if(right.val!= left.val){return false;}
        boolean a = comparable(left.left, right.right);//比较外侧结点
        boolean b = comparable(left.right, right.left);//比较内测结点
        boolean res = a && b;
        return  res;
    }
}
  • 感觉递归的做法要好理解很多,再写两道类似的题目练一下递归


100. 相同的树

给你两棵二叉树的根节点 p 和 q ,编写一个函数来检验这两棵树是否相同。
如果两个树在结构上相同,并且节点具有相同的值,则认为它们是相同的。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
       //if(p==null&&q==null){return false;}
        return comparable(p,q);
    }

    public boolean comparable(TreeNode p,TreeNode q){
        if(p!=null&&q==null){return false;}
        else if(p==null&&q==null){return true;}
        else if(p==null&&q!=null){return false;}
        else if(p.val!=q.val){return false;}
        boolean a = comparable(p.left,q.left);
        boolean b = comparable(p.right,q.right);
        return a && b;
    }
}



572. 另一棵树的子树

给你两棵二叉树 root 和 subRoot 。检验 root 中是否包含和 subRoot 具有相同结构和节点值的子树。如果存在,返回 true ;否则,返回 false 。
二叉树 tree 的一棵子树包括 tree 的某个节点和这个节点的所有后代节点。tree 也可以看做它自身的一棵子树。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean isSubtree(TreeNode root, TreeNode subRoot) {
        //前序遍历root
        List<TreeNode> nodes = new ArrayList<>();
        preorder(root,nodes);
        for (TreeNode node : nodes) {
            //此时nodes里面是root中的所有结点
            if(comparable(node, subRoot)){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    public void preorder(TreeNode root, List<TreeNode> nodes){
        if(root==null){return ;}
        nodes.add(root);
        preorder(root.left,nodes);
        preorder(root.right,nodes);
    }
    
    public boolean comparable(TreeNode left,TreeNode right){
        if(left==null&&right==null){return true;}
        else if(left!=null&&right==null){return false;}
        else if(left==null&&right!=null){return false;}
        else if(left.val!= right.val){return false;}
        boolean a = comparable(left.left, right.left);
        boolean b = comparable(left.right, right.right);
        return a && b;
    }
}



104. 二叉树的最大深度

  • 这题昨天用层序遍历写过,下面是递归的实现:
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        //这里用根结点的高度表示二叉树的最大深度
        if(root==null){return 0;}
        int leftDepth = maxDepth(root.left);//左孩子的高度
        int rightDepth = maxDepth(root.right);//右孩子的高度
        return Math.max(leftDepth,rightDepth)+1;//当前结点的高度(左孩子的高度,右孩子的高度的最大值+1)
        //后序遍历
    }
}
  • 感觉递归还是不太好理解


559. N 叉树的最大深度

给定一个 N 叉树,找到其最大深度。
最大深度是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点总数。
N 叉树输入按层序遍历序列化表示,每组子节点由空值分隔

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public List<Node> children;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val, List<Node> _children) {
        val = _val;
        children = _children;
    }
};
*/

class Solution {
    public int maxDepth(Node root) {
        if(root==null){return 0;}
        List<Node> children = root.children;//当前结点的孩子们
        int max = 0;
        for (Node child : children) {
            int depth = maxDepth(child);
            max = Math.max(depth,max);
        }
        return max+1;
    }
}
  • 扩展成n叉树,和二叉树区别不大,就是孩子数不确定,用for循环遍历求孩子的高度就好



111. 二叉树的最小深度

给定一个二叉树,找出其最小深度。
最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。
说明:叶子节点是指没有子节点的节点。

ψ(`∇´)ψ 我的思路

  • 稍微改了二叉树最大深度的代码,
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public int minDepth(TreeNode root) {
        if(root==null){return 0;}//空的结点是第0层(也是递归出口)
        int leftDepth = minDepth(root.left);
        int rightDepth = minDepth(root.right);
        return Math.min(leftDepth,rightDepth)+1;
    }
}
  • 代码在运行下图例子时返回1

题目中说的是:最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。

  • 在上述代码中,只有一个孩子的结点会被误以为是叶子结点,返回该结点的高度。改进后代码如下:
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public int minDepth(TreeNode root) {
        if(root==null){return 0;}//空的结点是第0层(也是递归出口)
        int leftDepth = minDepth(root.left);
        int rightDepth = minDepth(root.right);
        if(root.left==null){return rightDepth+1;}//如果左子树为空,返回右子树的高度+1
        else if(root.right==null){return leftDepth+1;}//如果右子树为空,返回左子树的高度+1
        return Math.min(leftDepth,rightDepth)+1;
    }
}



222. 完全二叉树的节点个数

完全二叉树 的根节点 root ,求出该树的节点个数。
完全二叉树 的定义如下:在完全二叉树中,除了最底层节点可能没填满外,其余每层节点数都达到最大值,并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层,则该层包含 1~ 2h 个节点。

ψ(`∇´)ψ 我的思路

  • 层序遍历,每弹出一个数count++
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public int countNodes(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> que = new LinkedList<>();
        if(root==null){return 0;}
        int count = 0;
        que.add(root);
        while (!que.isEmpty()){
            int size = que.size();
            while (size>0){
                count++;
                TreeNode node = que.poll();
                if(node.left!=null){que.add(node.left);}
                if(node.right!=null){que.add(node.right);}
                size--;
            }
        }
        return count;
    }
}

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