leetcode662. 二叉树最大宽度

题目链接:
https://leetcode-cn.com/problems/maximum-width-of-binary-tree/

题目:
给定一个二叉树,编写一个函数来获取这个树的最大宽度。树的宽度是所有层中的最大宽度。这个二叉树与满二叉树(full binary tree)结构相同,但一些节点为空。

每一层的宽度被定义为两个端点(该层最左和最右的非空节点,两端点间的null节点也计入长度)之间的长度。

示例 1:

输入:

           1
         /   \
        3     2
       / \     \  
      5   3     9 

输出: 4
解释: 最大值出现在树的第 3 层,宽度为 4 (5,3,null,9)。
示例 2:

输入:

          1
         /  
        3    
       / \       
      5   3     

输出: 2
解释: 最大值出现在树的第 3 层,宽度为 2 (5,3)。
示例 3:

输入:

          1
         / \
        3   2 
       /        
      5      

输出: 2
解释: 最大值出现在树的第 2 层,宽度为 2 (3,2)。
示例 4:

输入:

          1
         / \
        3   2
       /     \  
      5       9 
     /         \
    6           7

输出: 8
解释: 最大值出现在树的第 4 层,宽度为 8 (6,null,null,null,null,null,null,7)。
注意: 答案在32位有符号整数的表示范围内。

思路:
可以采用bfs和dfs两种方式,核心思想都是记录每一层最左边的节点
对于bfs,利用map标记每个节点在二叉树中的位置,根节点从1开始。对于每一层的节点分别减去该层最左边节点的位置,就是当前层的宽度。
code 1:

class Solution {
public:
    int widthOfBinaryTree(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return 0;
        queue<TreeNode*> Q;
        unordered_map<TreeNode*,int> mp;
        return bfs(Q,root,mp);
    }
    int bfs(queue<TreeNode*> &Q,TreeNode* root,unordered_map<TreeNode*,int> &mp){
        int cnt=0;
        Q.push(root);
        mp[root]=1;
        while(!Q.empty()){
            TreeNode *begin=Q.front();
            int left=mp[begin];
            int size=Q.size();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode *front=Q.front();
                Q.pop();
                int ind=mp[front];
                cnt=max(ind-left+1,cnt);
                
                if(front->left){
                    Q.push(front->left);
                    mp[front->left]=ind*2;
                }
                if(front->right){
                    Q.push(front->right);
                    mp[front->right]=ind*2+1;
                }
            }
        }
        return cnt;
    }
};

对于dfs,同样的道理,利用map标记每一层最左边的位置,每更新一层就计算这一层的宽度。
code 2:

class Solution {
public:
    int widthOfBinaryTree(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return 0;
        unordered_map<int,int> mp;
        int cnt=0;
        dfs(root,0,1,mp,cnt);
        return cnt;
    }
    void dfs(TreeNode *root,int level,int ind, unordered_map<int,int> &mp,int &cnt){
        if(root==NULL) return;
        if(mp.find(level)==mp.end())//标记每一层最左边的节点    
            mp[level]=ind;
        cnt=max(cnt,ind-mp[level]+1);
        
        dfs(root->left,level+1,ind*2,mp,cnt);
        dfs(root->right,level+1,ind*2+1,mp,cnt);
        
    }
};

思路参考自:
https://leetcode.com/problems/maximum-width-of-binary-tree/discuss/106654/JavaC%2B%2B-Very-simple-dfs-solution

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