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 105.从前序与中序遍历序列构

简介: 本内容涵盖了三道与二叉树相关的算法题及其解决方案。第一题“找树左下角的值”通过深度优先搜索(DFS)找到二叉树最底层最左边的节点值。第二题“路径总和”判断是否存在从根到叶子节点的路径,其节点值之和等于目标值。第三题“从中序与后序遍历序列构造二叉树”利用中序和后序遍历结果还原二叉树结构。每个题解均采用递归方法实现,逻辑清晰且高效,适用于处理大规模数据的二叉树问题。

 题目:513. 找树左下角的值

给定一个二叉树的 根节点 root,请找出该二叉树的 最底层 最左边 节点的值。

假设二叉树中至少有一个节点。

示例 1:

输入: root = [2,1,3]

输出: 1

示例 2:

输入: [1,2,3,4,null,5,6,null,null,7]

输出: 7

提示:

二叉树的节点个数的范围是 [1,104]

-231 <= Node.val <= 231 - 1  

题解:

class Solution {
public:
    int maxDepth = INT_MIN;
    int result;
    void traversal(TreeNode* root, int depth) {
        if (root->left == NULL && root->right == NULL) {
            if (depth > maxDepth) {
                maxDepth = depth;
                result = root->val;
            }
            return;
        }
        if (root->left) {
            depth++;
            traversal(root->left, depth);
            depth--; // 回溯
        }
        if (root->right) {
            depth++;
            traversal(root->right, depth);
            depth--; // 回溯
        }
        return;
    }
    int findBottomLeftValue(TreeNode* root) {
        traversal(root, 0);
        return result;
    }
};

题目:112. 路径总和

给你二叉树的根节点 root 和一个表示目标和的整数 targetSum 。判断该树中是否存在 根节点到叶子节点 的路径,这条路径上所有节点值相加等于目标和 targetSum 。如果存在,返回 true ;否则,返回 false 。

叶子节点 是指没有子节点的节点。

示例 1:

输入:root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,null,1], targetSum = 22

输出:true

解释:等于目标和的根节点到叶节点路径如上图所示。

示例 2:

输入:root = [1,2,3], targetSum = 5

输出:false

解释:树中存在两条根节点到叶子节点的路径:

(1 --> 2): 和为 3

(1 --> 3): 和为 4

不存在 sum = 5 的根节点到叶子节点的路径。

示例 3:

输入:root = [], targetSum = 0

输出:false

解释:由于树是空的,所以不存在根节点到叶子节点的路径。

提示:

树中节点的数目在范围 [0, 5000] 内

-1000 <= Node.val <= 1000

-1000 <= targetSum <= 1000

题解:

class Solution {
private:
    bool traversal(TreeNode* cur, int count) {
        if (!cur->left && !cur->right && count == 0) return true; // 遇到叶子节点,并且计数为0
        if (!cur->left && !cur->right) return false; // 遇到叶子节点直接返回
 
        if (cur->left) { // 左
            count -= cur->left->val; // 递归,处理节点;
            if (traversal(cur->left, count)) return true;
            count += cur->left->val; // 回溯,撤销处理结果
        }
        if (cur->right) { // 右
            count -= cur->right->val; // 递归,处理节点;
            if (traversal(cur->right, count)) return true;
            count += cur->right->val; // 回溯,撤销处理结果
        }
        return false;
    }
 
public:
    bool hasPathSum(TreeNode* root, int sum) {
        if (root == NULL) return false;
        return traversal(root, sum - root->val);
    }
};

题目:106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树

给定两个整数数组 inorder 和 postorder ,其中 inorder 是二叉树的中序遍历, postorder 是同一棵树的后序遍历,请你构造并返回这颗 二叉树 。

示例 1:

输入:inorder = [9,3,15,20,7], postorder = [9,15,7,20,3]

输出:[3,9,20,null,null,15,7]

示例 2:

输入:inorder = [-1], postorder = [-1]

输出:[-1]

提示:

1 <= inorder.length <= 3000

postorder.length == inorder.length

-3000 <= inorder[i], postorder[i] <= 3000

inorder 和 postorder 都由 不同 的值组成

postorder 中每一个值都在 inorder 中

inorder 保证是树的中序遍历

postorder 保证是树的后序遍历

题解:

class Solution {
private:
    TreeNode* traversal (vector<int>& inorder, vector<int>& postorder) {
        if (postorder.size() == 0) return NULL;
 
        // 后序遍历数组最后一个元素,就是当前的中间节点
        int rootValue = postorder[postorder.size() - 1];
        TreeNode* root = new TreeNode(rootValue);
 
        // 叶子节点
        if (postorder.size() == 1) return root;
 
        // 找到中序遍历的切割点
        int delimiterIndex;
        for (delimiterIndex = 0; delimiterIndex < inorder.size(); delimiterIndex++) {
            if (inorder[delimiterIndex] == rootValue) break;
        }
 
        // 切割中序数组
        // 左闭右开区间:[0, delimiterIndex)
        vector<int> leftInorder(inorder.begin(), inorder.begin() + delimiterIndex);
        // [delimiterIndex + 1, end)
        vector<int> rightInorder(inorder.begin() + delimiterIndex + 1, inorder.end() );
 
        // postorder 舍弃末尾元素
        postorder.resize(postorder.size() - 1);
 
        // 切割后序数组
        // 依然左闭右开,注意这里使用了左中序数组大小作为切割点
        // [0, leftInorder.size)
        vector<int> leftPostorder(postorder.begin(), postorder.begin() + leftInorder.size());
        // [leftInorder.size(), end)
        vector<int> rightPostorder(postorder.begin() + leftInorder.size(), postorder.end());
 
        root->left = traversal(leftInorder, leftPostorder);
        root->right = traversal(rightInorder, rightPostorder);
 
        return root;
    }
public:
    TreeNode* buildTree(vector<int>& inorder, vector<int>& postorder) {
        if (inorder.size() == 0 || postorder.size() == 0) return NULL;
        return traversal(inorder, postorder);
    }
};


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