LeetCode经典题_树专题

其他 2020-01-26 20:31:02 阅读次数: 0

101.对称二叉树

给定一个二叉树，检查它是否是镜像对称的。

例如，二叉树 [1,2,2,3,4,4,3] 是对称的。

    1
   / \
  2   2
 / \ / \
3  4 4  3

但是下面这个 [1,2,2,null,3,null,3] 则不是镜像对称的:

    1
   / \
  2   2
   \   \
   3    3

说明:

如果你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题，会很加分。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isSymmetric(TreeNode* root) {
        return !root || dfs(root->left, root->right);
    }
    
    bool dfs(TreeNode *p, TreeNode *q)
    {
        if(!p || !q) return !p && !q;
        return p->val == q->val && dfs(p->left, q->right) && dfs(p->right, q->left);
    }
};

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isSymmetric(TreeNode* root) {
        if(!root) return true;
        stack<TreeNode*> left, right;
        TreeNode *lc = root->left;
        TreeNode *rc = root->right;
        while(lc || rc || left.size())
        {
            while(lc && rc)
            {
                left.push(lc), right.push(rc);
                lc = lc->left, rc = rc->right;
            }
            if(lc || rc) return false;
            lc = left.top(), rc = right.top();
            left.pop(), right.pop();
            if(lc->val != rc->val) return false;
            lc = lc->right, rc = rc->left;
        }
        return true;
    }
};

104.二叉树的最大深度

给定一个二叉树，找出其最大深度。

二叉树的深度为根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。

示例：
给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]，

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

返回它的最大深度 3 。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int maxDepth(TreeNode* root) {
        return root ? max(maxDepth(root->left), maxDepth(root->right)) + 1 : 0;
    }
};

145.二叉树的后序遍历

给定一个二叉树，返回它的 后序 遍历。

示例:

输入: [1,null,2,3]

   1
    \
     2
    /
   3

输出: [3,2,1]
进阶: 递归算法很简单，你可以通过迭代算法完成吗？

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> res;
    vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
        if(!root) return res;
        postorderTraversal(root->left);
        postorderTraversal(root->right);
        res.push_back(root->val);
        return res;
    }
};

后序：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> res;
    vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
        TreeNode *p = root, *r = NULL;
        stack<TreeNode*> s;
        while(!s.empty() || p != NULL)
        {
            if(p != NULL)
            {
                s.push(p);
                p = p->left;
            }
            else
            {
                p = s.top();
                if(p->right == NULL || p->right == r)
                {
                    res.push_back(p->val);
                    r = p;
                    s.pop();
                    p = NULL;
                }
                else p = p->right;
            }
        }
        return res;
    }
};

前序：
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> res;
    vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
        TreeNode *p = root;
        stack<TreeNode*>s;
        while(!s.empty() || p)
        {
            if(p)
            {          
                res.push_back(p->val);
                s.push(p);
                p = p->left;
            }
            else
            {                
                p = s.top();
                s.pop();                
                p = p->right;
            }
        }
        return res;
    }
};

中序：
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> res;
    vector<int> postorderTraversal(TreeNode* root) {
        TreeNode *p = root;
        stack<TreeNode*>s;
        while(!s.empty() || p)
        {
            if(p)
            {          
                s.push(p);
                p = p->left;
            }
            else
            {                
                p = s.top();
                s.pop();   
                res.push_back(p->val);
                p = p->right;
            }
        }
        return res;
    }
};

105.从前序与中序遍历序列构造二叉树

根据一棵树的前序遍历与中序遍历构造二叉树。

注意:
你可以假设树中没有重复的元素。

例如，给出

前序遍历 preorder = [3,9,20,15,7]
中序遍历 inorder = [9,3,15,20,7]
返回如下的二叉树：

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    unordered_map<int, int> pos;    
    TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
        int n = preorder.size();
        for(int i = 0; i < n; i ++)
            pos[inorder[i]] = i;
        return dfs(preorder, inorder, 0, n - 1, 0, n - 1);
    }
    
    TreeNode *dfs(vector<int>&pre, vector<int>&in, int pl, int pr, int il, int ir)
    {
        if(pl > pr) return NULL;
        int k = pos[pre[pl]] - il; //根节点在中序遍历的位置
        TreeNode *root = new TreeNode(pre[pl]);
        root->left = dfs(pre, in, pl + 1, pl + k, il, il + k - 1);
        root->right = dfs(pre, in, pl + 1 + k, pr, il + 1 + k, ir);
        return root;
    }
    
};

331.验证二叉树的前序序列化

序列化二叉树的一种方法是使用前序遍历。当我们遇到一个非空节点时，我们可以记录下这个节点的值。如果它是一个空节点，我们可以使用一个标记值记录，例如 #。

     _9_
    /   \
   3     2
  / \   / \
 4   1  #  6
/ \ / \   / \
# # # #   # #

例如，上面的二叉树可以被序列化为字符串 “9,3,4,#,#,1,#,#,2,#,6,#,#”，其中 # 代表一个空节点。

给定一串以逗号分隔的序列，验证它是否是正确的二叉树的前序序列化。编写一个在不重构树的条件下的可行算法。

每个以逗号分隔的字符或为一个整数或为一个表示 null 指针的 ‘#’ 。

你可以认为输入格式总是有效的，例如它永远不会包含两个连续的逗号，比如 “1,3” 。

示例 1:

输入: “9,3,4,#,#,1,#,#,2,#,6,#,#”
输出: true
示例 2:

输入: “1,#”
输出: false
示例 3:

输入: “9,#,#,1”
输出: false

class Solution {
public:
    bool ans = true;
    bool isValidSerialization(string preorder) {
        preorder += ',';
        int u = 0;
        dfs(preorder, u);
        return ans && u == preorder.size();
    }
    
    void dfs(string &pre, int &u)
    {
        if(u == pre.size())
        {
            ans = false;
            return;
        }
        if(pre[u] == '#')
        {
            u += 2;
            return;
        }
        while(pre[u] != ',') u ++;
        u ++;
        dfs(pre, u);        
        dfs(pre, u);
    }
    
};

102.二叉树的层序遍历

给定一个二叉树，返回其按层次遍历的节点值。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。

例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

返回其层次遍历结果：

[
  [3],
  [9,20],
  [15,7]
]

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> get_val(vector<TreeNode*> level)
    {
        vector<int> res;
        for(auto &u : level)
            res.push_back(u->val);
        return res;
    }
    
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> res;
        if(!root) return res;
        vector<TreeNode*> level;
        level.push_back(root);
        res.push_back(get_val(level));
        while(1)
        {
            vector<TreeNode*>newlevel;
            for(auto &u : level)
            {
                if(u->left) newlevel.push_back(u->left);
                if(u->right) newlevel.push_back(u->right);
            }
            if(newlevel.size())
            {
                res.push_back(get_val(newlevel));
                level = newlevel;
            }
            else break;
        }
        return res;
    }
};

635.两数之和IV - 输入 BST

给定一个二叉搜索树和一个目标结果，如果 BST 中存在两个元素且它们的和等于给定的目标结果，则返回 true。

案例 1:

输入:

    5
   / \
  3   6
 / \   \
2   4   7

Target = 9

输出: True

案例 2:

输入:

    5
   / \
  3   6
 / \   \
2   4   7

Target = 28

输出: False

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> inorder;
    bool findTarget(TreeNode* root, int k) {
        dfs(root);
        for(int i = 0, j = inorder.size() - 1; i < j; i ++)
        {
            while(i < j && inorder[i] + inorder[j] > k) j --;
            if(i < j && inorder[i] + inorder[j] == k) return true;
        }
        return false;
    }
    
    void dfs(TreeNode *root)
    {
        if(!root) return;
        dfs(root->left);
        inorder.push_back(root->val);
        dfs(root->right);
    }
    
};

236.二叉树的最近公共祖先

给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

百度百科中最近公共祖先的定义为：“对于有根树 T 的两个结点 p、q，最近公共祖先表示为一个结点 x，满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大（一个节点也可以是它自己的祖先）。”

例如，给定如下二叉树: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]

示例 1:

输入: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
输出: 3
解释: 节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3。
示例 2:

输入: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
输出: 5
解释: 节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。

说明:

所有节点的值都是唯一的。
p、q 为不同节点且均存在于给定的二叉树中。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {
        if(!root || root == p || root == q) return root;
        TreeNode* left = lowestCommonAncestor(root->left, p, q);
        TreeNode* right = lowestCommonAncestor(root->right, p, q);
        if(left && right) return root;
        else if(left && !right) return left;
        else if(!left && right) return right;
        else return NULL;
    }
};

543.二叉树的直径

给定一棵二叉树，你需要计算它的直径长度。一棵二叉树的直径长度是任意两个结点路径长度中的最大值。这条路径可能穿过根结点。

示例 :
给定二叉树

      1
     / \
    2   3
   / \     
  4   5

返回 3, 它的长度是路径 [4,2,1,3] 或者 [5,2,1,3]。

注意：两结点之间的路径长度是以它们之间边的数目表示。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int ans = 0;
    int diameterOfBinaryTree(TreeNode* root) {
        dfs(root);
        return ans;
    }
    
    int dfs(TreeNode *root)
    {
        if(!root) return 0;
        int l = dfs(root->left);
        int r = dfs(root->right);
        ans = max(ans, l + r);
        return max(l, r) + 1;
    }
    
};

124.二叉树中的最大路径和

给定一个非空二叉树，返回其最大路径和。

本题中，路径被定义为一条从树中任意节点出发，达到任意节点的序列。该路径至少包含一个节点，且不一定经过根节点。

示例 1:

输入: [1,2,3]

   1
  / \
 2   3

输出: 6
示例 2:

输入: [-10,9,20,null,null,15,7]

   -10
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

输出: 42

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int ans = INT_MIN;
    int maxPathSum(TreeNode* root) {
        dfs(root);
        return ans;
    }
    
    int dfs(TreeNode *root)
    {
        if(!root) return 0;
        int l = max(0, dfs(root->left));
        int r = max(0, dfs(root->right));
        ans = max(ans, l + r + root->val);
        return root->val + max(l, r);
    }
    
};

87.扰乱字符串

给定一个字符串 s1，我们可以把它递归地分割成两个非空子字符串，从而将其表示为二叉树。

下图是字符串 s1 = “great” 的一种可能的表示形式。

    great
   /    \
  gr    eat
 / \    /  \
g   r  e   at
           / \
          a   t

在扰乱这个字符串的过程中，我们可以挑选任何一个非叶节点，然后交换它的两个子节点。

例如，如果我们挑选非叶节点 “gr” ，交换它的两个子节点，将会产生扰乱字符串 “rgeat” 。

    rgeat
   /    \
  rg    eat
 / \    /  \
r   g  e   at
           / \
          a   t

我们将 "rgeat” 称作 “great” 的一个扰乱字符串。

同样地，如果我们继续交换节点 “eat” 和 “at” 的子节点，将会产生另一个新的扰乱字符串 “rgtae” 。

    rgtae
   /    \
  rg    tae
 / \    /  \
r   g  ta  e
       / \
      t   a

我们将 "rgtae” 称作 “great” 的一个扰乱字符串。

给出两个长度相等的字符串 s1 和 s2，判断 s2 是否是 s1 的扰乱字符串。

示例 1:

输入: s1 = “great”, s2 = “rgeat”
输出: true
示例 2:

输入: s1 = “abcde”, s2 = “caebd”
输出: false

class Solution {
public:
    bool isScramble(string s1, string s2) {
        if(s1 == s2) return true;
        string ss1 = s1, ss2 = s2;
        sort(ss1.begin(), ss1.end()), sort(ss2.begin(), ss2.end());
        if(ss1 != ss2)return false;
        for(int i = 1; i < s1.size(); i ++)
        {
            if(isScramble(s1.substr(0, i), s2.substr(0, i))
              && isScramble(s1.substr(i), s2.substr(i)))
                return true;
            if(isScramble(s1.substr(0, i), s2.substr(s2.size() - i))
              && isScramble(s1.substr(i), s2.substr(0, s2.size() - i)))
                return true;
        }
        return false;
    }
};

117.填充每个节点的下一个右侧节点指针2

给定一个二叉树

struct Node {
  int val;
  Node *left;
  Node *right;
  Node *next;
}

填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL。

初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL。

示例：

在这里插入图片描述

输入：{"$id":"1","left":{"$id":"2","left":{"$id":"3","left":null,"next":null,"right":null,"val":4},"next":null,"right":{"$id":"4","left":null,"next":null,"right":null,"val":5},"val":2},"next":null,"right":{"$id":"5","left":null,"next":null,"right":{"$id":"6","left":null,"next":null,"right":null,"val":7},"val":3},"val":1}

输出：{"$id":"1","left":{"$id":"2","left":{"$id":"3","left":null,"next":{"$id":"4","left":null,"next":{"$id":"5","left":null,"next":null,"right":null,"val":7},"right":null,"val":5},"right":null,"val":4},"next":{"$id":"6","left":null,"next":null,"right":{"$ref":"5"},"val":3},"right":{"$ref":"4"},"val":2},"next":null,"right":{"$ref":"6"},"val":1}

解释：给定二叉树如图 A 所示，你的函数应该填充它的每个 next 指针，以指向其下一个右侧节点，如图 B 所示。

提示：

你只能使用常量级额外空间。
使用递归解题也符合要求，本题中递归程序占用的栈空间不算做额外的空间复杂度。

/*
// Definition for a Node.
class Node {
public:
    int val;
    Node* left;
    Node* right;
    Node* next;

    Node() {}

    Node(int _val, Node* _left, Node* _right, Node* _next) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
        next = _next;
    }
};
*/
class Solution {
public:
    Node* connect(Node* _root) {
        Node* root = _root;
        while(root)
        {
            Node *dummy = new Node(0);
            Node *tail = dummy;
            while(root)
            {
                if(root->left)
                {
                    tail->next = root->left;
                    tail = tail->next;
                }
                if(root->right)
                {
                    tail->next = root->right;
                    tail = tail->next;
                }
                root = root->next;
            }
            tail->next = 0;
            root = dummy->next;
        }
        return _root;
    }
};

99.恢复二叉搜索树

二叉搜索树中的两个节点被错误地交换。

请在不改变其结构的情况下，恢复这棵树。

示例 1:

输入: [1,3,null,null,2]

   1
  /
 3
  \
   2

输出: [3,1,null,null,2]

   3
  /
 1
  \
   2

示例 2:

输入: [3,1,4,null,null,2]

  3
 / \
1   4
   /
  2

输出: [2,1,4,null,null,3]

  2
 / \
1   4
   /
  3

进阶:

使用 O(n) 空间复杂度的解法很容易实现。
你能想出一个只使用常数空间的解决方案吗？

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    void recoverTree(TreeNode* root) {
        TreeNode *first = NULL, *second = NULL, *pre = NULL;
        while(root)
        {
            if(!root->left)
            {
                if(pre && pre->val > root->val)
                {
                    if(!first) first = pre, second = root;
                    else second = root;
                }
                pre = root;
                root = root->right;
            }
            else
            {
                TreeNode *p = root->left;
                while(p->right && p->right != root) p = p->right;
                if(!p->right)
                {
                    p->right = root;
                    root = root->left;
                }
                else
                {
                    p->right = NULL;
                    if(pre && pre->val > root->val)
                    {
                        if(!first) first = pre, second = root;
                        else second = root;
                    }
                    pre = root;
                    root = root->right;
                }
            }               
        }
        swap(first->val, second->val);
    }
};

337.打家劫舍3

在上次打劫完一条街道之后和一圈房屋后，小偷又发现了一个新的可行窃的地区。这个地区只有一个入口，我们称之为“根”。 除了“根”之外，每栋房子有且只有一个“父“房子与之相连。一番侦察之后，聪明的小偷意识到“这个地方的所有房屋的排列类似于一棵二叉树”。 如果两个直接相连的房子在同一天晚上被打劫，房屋将自动报警。

计算在不触动警报的情况下，小偷一晚能够盗取的最高金额。

示例 1:

输入: [3,2,3,null,3,null,1]

     3
    / \
   2   3
    \   \ 
     3   1

输出: 7
解释: 小偷一晚能够盗取的最高金额 = 3 + 3 + 1 = 7.
示例 2:

输入: [3,4,5,1,3,null,1]

     3
    / \
   4   5
  / \   \ 
 1   3   1

输出: 9
解释: 小偷一晚能够盗取的最高金额 = 4 + 5 = 9.

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    unordered_map<TreeNode*, unordered_map<int, int>>f;
    int rob(TreeNode* root) {
        dfs(root);
        return max(f[root][0], f[root][1]);
    }
    
    void dfs(TreeNode* root)
    {
        if(!root) return;
        dfs(root->left);
        dfs(root->right);
        f[root][1] = root->val + f[root->left][0] + f[root->right][0];
        f[root][0] = max(f[root->left][0], f[root->left][1]) + max(f[root->right][0], f[root->right][1]);
    }
    
};
WMXNLFD
发布了121 篇原创文章 · 获赞 33 · 访问量 7329
私信 关注

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_42549254/article/details/102003399
今日推荐
《美国对全球网络空间安全与发展的威胁和破坏》报告发布
火速冲上 GitHub 热榜 —— 开源编程语言、框架哪有这么可爱？
北京人形机器人创新中心发布全球首个纯电驱拟人奔跑的全尺寸人形机器人“天工”
LFOSSA 源来如此公开课 | 掌握云原生未来：CNCF 认证全面攻略与备考秘籍
周排行
循环神经网络（rnn）讲解
Tigao教程四：单独的关节运动
金蝶K3WISE15.0-注册套打教程
如何在Mac上配置Kubernetes
Android应用结束自身进程的方法
SpringMVC学习 十三 拦截器栈
中国驻洛杉矶总领馆举行新春招待会
HttpClient get post 发送
11 - three.js 笔记 - 绘制三维字体模型
Mysql递归获取某个父节点下面的所有子节点和子节点上的所有父节点
每日归档
更多
2024-05-01(4)
2024-04-30(1)
2024-04-29(40)
2024-04-28(0)
2024-04-27(56)
2024-04-26(39)
2024-04-25(22)
2024-04-24(36)
2024-04-23(26)
2024-04-22(39)

代码天地 © 2018 codetd.com

境外服务器   最新电视剧2022