LeetCode[题解] 1261. 在受污染的二叉树中查找元素

首先我们看原题

给出一个满足下述规则的二叉树：

1. root.val == 0
2. 如果 treeNode.val == x 且 treeNode.left != null，那么 treeNode.left.val == 2 * x + 1
3. 如果 treeNode.val == x 且 treeNode.right != null，那么 treeNode.right.val == 2 * x + 2

现在这个二叉树受到「污染」，所有的 treeNode.val 都变成了 -1。

请你先还原二叉树，然后实现 FindElements 类：

• FindElements(TreeNode* root) 用受污染的二叉树初始化对象，你需要先把它还原。
• bool find(int target) 判断目标值 target 是否存在于还原后的二叉树中并返回结果。

示例 1：

输入：
["FindElements","find","find"]
[[[-1,null,-1]],[1],[2]]
输出：
[null,false,true]
解释：
FindElements findElements = new FindElements([-1,null,-1]); 
findElements.find(1); // return False 
findElements.find(2); // return True 

示例 2：

输入：
["FindElements","find","find","find"]
[[[-1,-1,-1,-1,-1]],[1],[3],[5]]
输出：
[null,true,true,false]
解释：
FindElements findElements = new FindElements([-1,-1,-1,-1,-1]);
findElements.find(1); // return True
findElements.find(3); // return True
findElements.find(5); // return False

示例 3：

输入：
["FindElements","find","find","find","find"]
[[[-1,null,-1,-1,null,-1]],[2],[3],[4],[5]]
输出：
[null,true,false,false,true]
解释：
FindElements findElements = new FindElements([-1,null,-1,-1,null,-1]);
findElements.find(2); // return True
findElements.find(3); // return False
findElements.find(4); // return False
findElements.find(5); // return True

提示：

• TreeNode.val == -1
• 二叉树的高度不超过 20
• 节点的总数在 [1, 10^4] 之间
• 调用 find() 的总次数在 [1, 10^4] 之间
• 0 <= target <= 10^6

题解：

通过题目描述，我们知道我们首先要将树的原貌恢复出来；

1. 那怎么恢复树的原貌呢？

根据受污染的树的结构，我们可以知道树的结构(形状)；然后我们根据题目的说明，原先的树是满足如下条件的：

 

- ​​root.val == 0​​

- 如果 ​​treeNode.val == x​​​ 且 ​​treeNode.left != null​​​，那么 ​​treeNode.left.val == 2 * x + 1​​

- 如果 ​​treeNode.val == x​​​ 且 ​​treeNode.right != null​​​，那么 ​​treeNode.right.val == 2 * x + 2​​

 

知道这个规则之后，我们就可以计算出该树上每个节点原始值为多少。

 

2. 知道的树的结构以及每个节点的原始值，那具体怎么将受污染的树的节点值填充回原来的值的呢？

很简单，我们只需要从头节点开始遍历树，然后再遍历的过程中恢复每个节点的原始值并且记录下来。遍历树的方式有好几种，可以使用深度优先或者广度优先等算法遍历；如下是使用深度优先遍历算法实现的遍历树的一个方法：

public void traversalTree(TreeNode curPoint, int value) {
        valueSet.add(value);
        if (Objects.nonNull(curPoint.left)) {
            traversalTree(curPoint.left, value * 2 + 1);
        }
        if (Objects.nonNull(curPoint.right)) {
            traversalTree(curPoint.right, value * 2 + 2);
        }
    }

如上，我们在遍历的时候同时记录下每个节点值到​​valueSet​​​，然后最终要判断一个值，是否在该树的一个节点上，只需要判断该值是否在​​valueSet​​中，即可。

最终代码题解

class FindElements {
    HashSet<Integer> valueSet;

    public FindElements(TreeNode root) {
        valueSet = new HashSet<>();
        traversalTree(root, 0);
    }

    public void traversalTree(TreeNode curPoint, int value) {
        valueSet.add(value);
        if (Objects.nonNull(curPoint.left)) {
            traversalTree(curPoint.left, value * 2 + 1);
        }
        if (Objects.nonNull(curPoint.right)) {
            traversalTree(curPoint.right, value * 2 + 2);
        }
    }

    public boolean find(int target) {
        return valueSet.contains(target);
    }
}