代码随想录算法训练营(JAVA)| 第六章 二叉树 part05

发布于:2024-03-11 ⋅ 阅读:(77) ⋅ 点赞:(0)

      今日任务 

力扣 513. 找树左下角的值,   112. 路径总和,  113. 路径总和 II,  106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树

题目 :513. 找树左下角的值

思路

递归,最大深度的 最左值就是答案

题解

class Solution {
    int Deep = -1;
    int value = 0;

    public int findBottomLeftValue(TreeNode root) {
        value = root.val;
        findLeftValue(root, 0);
        return value;
    }

    public void findLeftValue(TreeNode root, int deep) {
        if (root == null)
            return;
        if (root.left == null && root.right == null) {
            if (deep > Deep) {
                Deep = deep;
                value = root.val;
            }
        }

        if (root.left != null)
            findLeftValue(root.left, deep + 1);
        if (root.right != null)
            findLeftValue(root.right, deep + 1);

    }
}

题目 :112. 路径总和

思路

  先明确是递归

递归三部曲:
 
①确定递归函数的参数和返回类型

图中可以看出,遍历的路线,并不要遍历整棵树,所以递归函数需要返回值,可以用bool类型表示。

②确定终止条件

首先计数器如何统计这一条路径的和呢?

用递减代替累加,如果最后count == 0,同时到了叶子节点的话,说明找到了目标和。

如果遍历到了叶子节点,count不为0,就是没找到。

③确定单层递归的逻辑

因为终止条件是判断叶子节点,所以递归的过程中就不要让空节点进入递归了。

递归函数是有返回值的,如果递归函数返回true,说明找到了合适的路径,应该立刻返回。

题解

class Solution {
    public boolean hasPathSum(TreeNode root, int targetSum) {
        if (root == null) return false;
        targetSum -= root.val;

        if (root.left == null && root.right == null) return targetSum == 0;

        if (root.left != null) {
            boolean left = hasPathSum(root.left, targetSum);
            if (left) return true;
        }

        if (root.right != null) {
            boolean right = hasPathSum(root.right, targetSum);
            if (right) return true;
        }
        return false;
    }
}

题目 :  113. 路径总和 II

思路

与112不同的是这道题需要记录路径。因此要复杂些许,需要额外开数组、dfs回溯

题解

class Solution {
    public List<List<Integer>> pathSum(TreeNode root, int targetSum) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) return res;
        List<Integer> path = new LinkedList<>();
        dfs(root, targetSum, res, path);
        return res;
    }

    public void dfs(TreeNode root, int targetSum, List<List<Integer>> res, List<Integer> path) {
        path.add(root.val);
        if (root.left == null & root.right == null) {
            if (targetSum - root.val == 0) {
                res.add(new ArrayList<>(path));
            }
            return;
        }

        if (root.left != null) {
            dfs(root.left, targetSum - root.val, res, path);
            path.remove(path.size() - 1);
        }
        if (root.right != null) {
            dfs(root.right, targetSum - root.val, res, path);
            path.remove(path.size() - 1);
        }
    }
}

题目 :106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树

思路

首先回忆一下如何根据两个顺序构造一个唯一的二叉树,相信理论知识大家应该都清楚,就是以 后序数组的最后一个元素为切割点,先切中序数组,根据中序数组,反过来再切后序数组。一层一层切下去,每次后序数组最后一个元素就是节点元素。

如果让我们肉眼看两个序列,画一棵二叉树的话,应该分分钟都可以画出来。

流程如图:

那么代码应该怎么写呢?

说到一层一层切割,就应该想到了递归。

来看一下一共分几步:

  • 第一步:如果数组大小为零的话,说明是空节点了。

  • 第二步:如果不为空,那么取后序数组最后一个元素作为节点元素。

  • 第三步:找到后序数组最后一个元素在中序数组的位置,作为切割点

  • 第四步:切割中序数组,切成中序左数组和中序右数组 (顺序别搞反了,一定是先切中序数组)

  • 第五步:切割后序数组,切成后序左数组和后序右数组

  • 第六步:递归处理左区间和右区间

 

难点大家应该发现了,就是如何切割,以及边界值找不好很容易乱套。

此时应该注意确定切割的标准,是左闭右开,还有左开右闭,还是左闭右闭,这个就是不变量,要在递归中保持这个不变量。

在切割的过程中会产生四个区间,把握不好不变量的话,一会左闭右开,一会左闭右闭,必然乱套!

首先要切割中序数组,为什么先切割中序数组呢?

切割点在后序数组的最后一个元素,就是用这个元素来切割中序数组的,所以必要先切割中序数组。

后序数组的切割点怎么找?

后序数组没有明确的切割元素来进行左右切割,不像中序数组有明确的切割点,切割点左右分开就可以了。

此时有一个很重的点,就是中序数组大小一定是和后序数组的大小相同的(这是必然)。

中序数组我们都切成了左中序数组和右中序数组了,那么后序数组就可以按照左中序数组的大小来切割,切成左后序数组和右后序数组。

题解 

class Solution {
    Map<Integer, Integer> map;  // 方便根据数值查找位置

    public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {
        map = new HashMap<>();
        // 用map保存中序序列的数值对应位置
        for (int i = 0; i < inorder.length; i++) { 
            map.put(inorder[i], i);
        }

        // 前闭后开
        return findNode(inorder,  0, inorder.length, postorder,0, postorder.length);  
    }

    public TreeNode findNode(int[] inorder, int inBegin, int inEnd, int[] postorder, int postBegin, int postEnd) {

        // 参数里的范围都是前闭后开
        if (inBegin >= inEnd || postBegin >= postEnd) {  
            // 不满足左闭右开,说明没有元素,返回空树
            return null;
        }
        // 找到后序遍历的最后一个元素在中序遍历中的位置
        int rootIndex = map.get(postorder[postEnd - 1]);  

        TreeNode root = new TreeNode(inorder[rootIndex]);  // 构造结点

        // 保存中序左子树个数,用来确定后序数列的个数

        int lenOfLeft = rootIndex - inBegin;  
        root.left = findNode(inorder, inBegin, rootIndex,
                            postorder, postBegin, postBegin + lenOfLeft);

        root.right = findNode(inorder, rootIndex + 1, inEnd,
                            postorder, postBegin + lenOfLeft, postEnd - 1);

        return root;
    }
}

前序和中序可以唯一确定一棵二叉树。

后序和中序可以唯一确定一棵二叉树。

那么前序和后序可不可以唯一确定一棵二叉树呢?

前序和后序不能唯一确定一棵二叉树!,因为没有中序遍历无法确定左右部分,也就是无法分割。


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