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LeetCode hot100-二叉树篇思路总结

时间:2024-10-06 20:48:57浏览次数:8  
标签:左子 遍历 中序 右子 LeetCode hot100 二叉树 节点

跌跌撞撞看代码随想录看leetcode官方题解,终于写完了hot100的二叉树部分。

这是我第一次学习如何正式的用java去写一个二叉树

首先在自己的编译器里定义一个TreeNode类,以便于后面刷题的时候复用

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;
    }
}

 

第一题——二叉树的中序遍历

没什么好说的,入门题目,递归一下就有答案了。

前中后序遍历只需要记住根左右,左根右,左右根即可。

 

第二题——二叉树的最大深度

这道题目我使用的是后序遍历,左右根:取左右的最大层数,根的层数是最大层数+1

 

第三题——翻转二叉树

很明显需要先对根进行操作,调换左右子树位置,所以使用的是先序遍历。

 

第四题——对称二叉树

这道题在做的时候我的思路有一点错误:中序遍历左根右,乍一看示例1我们发现中序遍历是符合对称的,其实不然。

对称二叉树一定可以中序遍历对称;而中序遍历对称不一定是对称二叉树。

所以我们可以选择先补全树:只要树的左节点和右节点不同时为空,那么就把他的空节点补为null。

或者另一种做法:因为是满足对称,所以我们可以让左右子树同时递归:左子树的左节点对应右子树的右节点;左子树的右节点对应右子树的左节点。一旦只有一方为null或者两值不相等那么就判断该树不对称

关于返回值:以最简单的三层树为例:第三层不相等我们会直接返回false,这时第二层会收到左子树和右子树两个的返回结果,一旦有一个false,那么第二层也应该返回false,这样层层返回的递归思想。只要有一个false,那么往上返回的结果就都会是false

 

第五题——二叉树的直径

这道简单题?自己做的话我是想不出来怎么做。其实现在回头一看,他和第二道题有些相似处,可能我当时隔了太久吧

同样需要后序遍历:取左子树和右子树深度的最大值再+1,作为当前根节点的深度,除此以外我们还需要维护一个最大直径的全局变量:直径是两个节点之间的长度,从根节点来说,直径=左子树深度+右子树深度

 

第六题——二叉树的层序遍历

这题代码随想录的方法我记得印象很深,可能是从这里开始我就开始认真刷题了,也可能是这里开始我做二叉树开始变快了。

我们需要用到额外的数据结构来实现层序遍历:先进先出的队列

先把根节点扔进队列里,然后记录队列的长度。接下来把队列内的treeNode依次丢入数组,每出一个treeNode就意味着我们要新放入他的子节点,这样当我们把记录好的size丢到0时,保证队列里的数据是下一层(层序遍历,很奇妙吧.jpg)然后重复上述记录队列长度的操作。

 

第七题——将有序数组转换为二叉搜索树

这题同样是代码随想录的方法:二叉搜索树即左子树永远小于根节点,右子树永远大于根节点。

题目要求是平衡二叉搜索树(即左右子树深度差不得大于1)。因此最中间的节点肯定就是根节点,而根节点左边的数据肯定是左子树,右边的数据肯定是右子树。然后以此递归(不知道为什么让我想起了二分查找)

 

第八题——验证二叉搜索树

这道题已经忘记了代码随想录是怎么讲的了......

看二叉树的图的时候我想起来,这题应该用中序遍历,左根右。第七题提到了什么是二叉搜索树,那么依照左根右的遍历顺序,我们得到的list一定是依次递增的。

代码随想录给的进阶方案是:维护一个preTreeNode,他一直是当前节点的前一个节点。我们只需要判断当前节点是否大于前一个节点即可

 

第九题——二叉搜索树中第K小的元素

依旧是中序遍历,我们只需要额外维护一个记录当前是第几小的元素的全局变量即可,自己秒了。

 

第十题——二叉树的右视图

这题没读懂题啊,什么弱智能出出来这种题???而且给的样例和屎一样我完全不懂哇!

翻阅评论区大神,原来只需要取出二叉树最右边的所有节点即可。

层序遍历秒了,这里只留下最后一个节点存入list,其他节点通通拜拜

 

第十一题——二叉树展开为链表

题目有些难懂,后来知道原来只是把二叉树先序遍历的结果写成链表。不过题目中要求的是根节点还是那个根节点。

这里我的做法是先把二叉树先序遍历一下存储结果,然后再依据结果修改树:左节点置空,右节点安装遍历结果依次插入,这里要控制好遍历结果和树的对应关系:遍历结果肯定是包含根节点的,因此我们需要让根节点的右孩子指向i=1的元素

 

第十二题——从前序和中序遍历构造二叉树

这题就是比较难的了,毕竟我学数据结构的时候只能是靠人脑推算,现在让我写代码,两眼一闭。

再一次听代码随想录讲了数据结构的知识,其实听了一遍感觉简单了不少:

1.根据前序/后序遍历,我们可以确定谁是根节点。

2.根据根节点+中序遍历根节点的位置,我们可以确定根节点的左子树与右子树

3.根据中序遍历我们获取了左右子树之后,再回过头来看前序/后序遍历,我们就可以找到新的根节点

这里的难点是数组切分,根据根节点+中序遍历我们可以得知左子树长度和右子树长度;然后依据长度我们再去前序/后序遍历寻找子树的根节点

 

第十三题——路径总和III

为了做这道题我把路径总和I和路径总和II也给写了

路径总和I:这里使用的是前序遍历,从根节点出发,每经过一个节点,我们所求的数就减少当前节点的val,当到叶子节点并且所求数减到0,那么说明这条路径就是我们需要的路径

路径总和II:这道题对我来说很难,因为代码随想录没讲.....我遇到的难点是我只能存下来一个list数组,而且还是倒置的,倒置问题可以用Collections.reverse解决,存下一个数组这种拷贝问题我不会解决,

       后看官方题解:不需要使用list,转为使用deque,这样就不需要解决倒置问题。每经过一个节点就把他offer进deque中,当我们递归返回的时候只需要把他poll出去即可,这样按照总和I的解决方案即可求出所有具体路径。因为要求同样是叶子节点,所以最后的判定条件是左右孩子都为空且所求数减少到0。(感觉这道题是我上一道没有完全听懂代码随想录方案导致做不出来,做完之后对回溯又有了进一步理解)

路径总和III:直接变态难,这回不规定是不是根节点,叶子节点,只要是从上往下的和为所求值即可,我直接懵逼!后看官方题解了解大意最终AC了题目:我们把所有节点都看为根节点,像总和I一样向下延伸看能否得到一个和,只要得到了一个可用值就记录。当最开始的根节点遍历结束后,我们再对他的左右子树进行同样的做法。也就是说其实这里是遍历了两次树,第一次遍历是为了找我们需要的根节点,第二次遍历才是找我们需要的总和值。

 

第十四题——二叉树的最近公共祖先

一个很绕的题,这题我看了别人的解法大概自己写出来了。

这题只能使用后序遍历,因为需要左右孩子的数据来推导根节点,题目中说了不会有重复的val,所以我们设置了一个状态:一旦左右孩子有一个是我们需要的节点,那么从他开始(他本身也算)都会向上返回一个标志,如果两个标志相遇了,那么他们相遇的treeNode就是他们的祖先。其实这题还耗费了我不少时间:我只考虑了左右孩子是我们需要的节点的时候向上传递标志,后面他们的父节点也要携带标志向上传递我没有实现。

 

第十五题——二叉树中的路径最大和

这题和路径总和系列不太像,和求二叉树的直径问题有些相似

这道题难在我们需要记录的东西比较多:路径最大和需要记录,某一节点向下延伸的最大值我们也需要记录,很绕。

我们在记录某一节点的最大值时,需要比较他的左右子树谁大,然后加到当前节点的数值,是两个操作数。是树形DP。而我们需要求的最大值,他却是三个操作数:左子树+右子树+自身,而非左子树或右子树+自身

标签:左子,遍历,中序,右子,LeetCode,hot100,二叉树,节点
From: https://www.cnblogs.com/kun1790051360/p/18449396

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