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讀PDF復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)2
- 本博客的內(nèi)容只是做一個(gè)大概的記錄,整個(gè)PDF看下來(lái),內(nèi)容上是不如代碼隨想錄網(wǎng)站上的文章全面的,并且PDF中有些地方的描述,是很讓我疑惑的,在困擾我很久后,無(wú)意間發(fā)現(xiàn),其網(wǎng)站上的講解完全符合我的思路。這次看完這些PDF后,暫時(shí)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)再看了,要復(fù)習(xí)還是依靠,代碼隨想錄網(wǎng)站,視頻,和我自己寫的博客吧
- 二叉樹(shù)章節(jié)
- 遞歸三部曲
- 判斷了遞歸中不會(huì)有空節(jié)點(diǎn),就可以不寫返回條件?以前序遍歷為例
- 二叉樹(shù)的迭代遍歷(一定要學(xué)會(huì))
- 前中后序遍歷的,統(tǒng)一迭代方法
- 二叉樹(shù)的層序遍歷
- 117. 填充每個(gè)節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)右側(cè)節(jié)點(diǎn)指針 II
- 104.二叉樹(shù)的最大深度
- 111.二叉樹(shù)的最小深度
- 上面求最大深度和最小深度的題目,我們后面還會(huì)遇到,可以發(fā)現(xiàn),其實(shí)遞歸也不一定比迭代法好用,只不過(guò)能不能想的到,使用層序遍歷,就是需要修煉的了。
- 226.翻轉(zhuǎn)二叉樹(shù),通過(guò)本題,希望學(xué)會(huì),如何將遞歸方法中的邏輯,寫在相對(duì)應(yīng)的迭代法中
- 只要是能編寫出相應(yīng)迭代法的遞歸法,在時(shí)間復(fù)雜度上二者差不多,在空間復(fù)雜度上,迭代法要優(yōu)于遞歸。因?yàn)檫f歸需要系統(tǒng)堆棧存儲(chǔ)參數(shù),返回值等信息。
- 通過(guò)上一題,我們要意識(shí)到,非統(tǒng)一版本的迭代法,前序和后序都是基于棧的,也是靠棧來(lái)遍歷的,而非統(tǒng)一版本的迭代法的中序遍歷,是靠指針來(lái)遍歷的。這二者是不同的。而統(tǒng)一版本的迭代法,前中后序都是基于棧來(lái)遍歷的。
- 對(duì)稱二叉樹(shù)
- 經(jīng)過(guò)上一題,學(xué)會(huì)了如何處理,在迭代法中要處理空節(jié)點(diǎn)的情況。統(tǒng)一風(fēng)格的迭代法中,因?yàn)橐每展?jié)點(diǎn)來(lái)標(biāo)記要處理的中間節(jié)點(diǎn),就不能再讓空節(jié)點(diǎn)入棧了。中序迭代遍歷也不行,因?yàn)橹行虻?#xff0c;是需要指針來(lái)指示當(dāng)前位置的,所以也要求空節(jié)點(diǎn)不入棧。
- 二叉樹(shù)的最大深度
- 雖然我們之前寫過(guò)了,前中后序的迭代法代碼,但是并不代表,迭代法的代碼和遞歸中的前中后序?qū)?yīng),非統(tǒng)一編寫風(fēng)格的迭代法只能模擬前序遍歷,后序遍歷是通過(guò)翻轉(zhuǎn),中序遍歷是通過(guò)指針。統(tǒng)一編寫風(fēng)格的迭代法,是可以利用棧來(lái)模擬遞歸和回溯的,代碼隨想錄中也說(shuō)了,有些遞歸算法的對(duì)應(yīng)迭代法,寫起來(lái)的代碼邏輯是很難的。
- 非統(tǒng)一編寫風(fēng)格中,因?yàn)榭展?jié)點(diǎn)不入棧,所以無(wú)法知道,目前代碼的處理邏輯在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)。但是統(tǒng)一風(fēng)格下,有None的存在,當(dāng)遍歷到葉子節(jié)點(diǎn)時(shí),我們可以通過(guò)pop四次,得到左右葉子,將處理的結(jié)果append進(jìn)棧,再append一個(gè)None,我目前感覺(jué)這樣的處理邏輯應(yīng)該可行。
- 求二叉樹(shù)的最小深度
- 有點(diǎn)亂了,求最小深度,前序和迭代,不會(huì)寫
- 完全二叉樹(shù)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)
- 平衡二叉樹(shù)
- 本題的迭代法太麻煩,要先搞一個(gè)函數(shù),專門計(jì)算深度,在搞另一個(gè)函數(shù),從前序開(kāi)始,遍歷每一個(gè)節(jié)點(diǎn),去判斷左右子樹(shù),太復(fù)雜,本題的迭代法不做學(xué)習(xí)。
- 二叉樹(shù)的所有路徑
- 本題的迭代法,在編寫感覺(jué)上,與遞歸稍有不同,關(guān)鍵點(diǎn)在于搞清楚,增加路徑的邏輯應(yīng)該放在哪里,以及遇到葉子節(jié)點(diǎn)的處理邏輯,是否需要加入最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值?迭代法因?yàn)樵诔跏蓟瘯r(shí),要有根節(jié)點(diǎn),所以在加入路徑的邏輯上,與迭代法不同,要注意體會(huì)。
- 想不明白的時(shí)候,就自己模擬試試。
- 迭代法,模擬前中后序就用棧,適合層序遍歷就用隊(duì)列。
- 左葉子之和
- 樹(shù)左下角的值
- 路徑總和
- 路徑總和II
- 用迭代法記錄所有路徑是很繁瑣的,這種題不適合迭代法,一定要體會(huì)其中區(qū)別!問(wèn)“有沒(méi)有?”,迭代法可以;“找出所有可能?”迭代法不行。
- 遞歸函數(shù),什么時(shí)候需要返回值,什么時(shí)候不需要?
- 前面兩道,路徑總和的題,可以在子節(jié)點(diǎn)判斷后,再加一個(gè)判斷做剪枝
- 前面兩題,我寫的和代碼隨想錄寫的細(xì)節(jié)有些不同,我是從空列表開(kāi)始遞歸,卡哥是先讓根節(jié)點(diǎn)入棧了,這一個(gè)差異,就導(dǎo)致代碼編寫風(fēng)格差異一看上去還挺大。
- 中序后序建立二叉樹(shù),前序中序建立二叉樹(shù),這兩題只要想清楚,區(qū)間的左右邊界就可以了,過(guò)。
- 最大二叉樹(shù),同上一題,都是構(gòu)造的題目
- 合并二叉樹(shù)
- 二叉搜索樹(shù)中的搜索
- 驗(yàn)證二叉搜索樹(shù)(重要!重要!重要!因?yàn)槲乙恢辈粫?huì))
- 這道題我竟然還是不會(huì)!
- 看到二叉搜索樹(shù)就要想到中序遍歷,中序遍歷得到的數(shù)組是遞增的。
- 二叉搜索樹(shù)的最小絕對(duì)差
- 二叉搜索樹(shù)中的眾數(shù)
- 怎么bug一直調(diào)不好了?這題有很多細(xì)節(jié)我沒(méi)注意到,下面的是錯(cuò)誤的代碼
- 上述代碼的致命錯(cuò)誤,大致如下:首先是初始化上的錯(cuò)誤,兩個(gè)計(jì)數(shù)器必須全部置0,另外,讓根節(jié)點(diǎn)進(jìn)去結(jié)果列表,這是毫無(wú)道理的!第二點(diǎn)就是沒(méi)有處理好第一個(gè)節(jié)點(diǎn)(最左下的節(jié)點(diǎn)),當(dāng) pre 是 None 時(shí),我們應(yīng)該將 count 賦值為 1 ,這樣最左下的節(jié)點(diǎn)就可能作為結(jié)果。第三點(diǎn),對(duì)于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否是空節(jié)點(diǎn)的判斷,只能決定,當(dāng)前的 count 是多少,而結(jié)果處理邏輯,肯定是要放在 if 判斷之外的,不然也同樣會(huì)漏掉,最左下節(jié)點(diǎn)作為結(jié)果的情況。
- 如果本題不是二叉搜索樹(shù),而是一般二叉樹(shù),就要利用字典了
- 二叉樹(shù)的最近公共祖先
- 二叉搜索樹(shù)的最近公共祖先
- 這道題,因?yàn)橛行驑?shù)的存在,思路和上一題完全不一樣了!本題的核心在于利用二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)。需要理解的是,按照如下規(guī)則找到的節(jié)點(diǎn),一定是最近的公共祖先,因?yàn)橐坏┫蛳逻M(jìn)入左右孩子,必然會(huì)丟失掉 p q 中的一個(gè)。
- 二叉搜索樹(shù)中的插入操作
- 刪除二叉搜索樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)
- 這道題寫下來(lái)還是蠻難的,而且我感覺(jué)我現(xiàn)在的邏輯也沒(méi)有很清晰,加了不少 if 判斷。我主要的思路就是,刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)后,直接用當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左孩子頂上來(lái),然后把當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的右子樹(shù),加到左孩子的最右。這樣就滿足二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)。但是還要處理很多特殊情況,這也是我這么多 if 的由來(lái),比如我取了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左右孩子,那么自然就要考慮,如果是空怎么辦?都是空?一個(gè)是空?情況都要考慮清楚。
- 只要取了節(jié)點(diǎn)的左右孩子,還想取它的value,就要想到,判斷是否是None??纯创a隨想錄的解答吧
- 卡哥給出的,普通樹(shù)的刪除方法,以及迭代法,都先不做學(xué)習(xí)了,先掌握最基本的遞歸法。
- 本題對(duì)于第五步,刪除拼接的情況,本來(lái)就有兩種選擇,上面我都提到了,左接右,右接左。
- 修剪二叉搜索樹(shù)
- 不會(huì),理不清處理邏輯。
- 看看代碼隨想錄的解答。這是一個(gè)思維轉(zhuǎn)變的問(wèn)題,好好理解。
- 這道題非常非常重要。迭代法先不做學(xué)習(xí)了、
- 將有序數(shù)組轉(zhuǎn)換為二叉搜索樹(shù)
- 把二叉搜索樹(shù)轉(zhuǎn)換為累加樹(shù)
本博客的內(nèi)容只是做一個(gè)大概的記錄,整個(gè)PDF看下來(lái),內(nèi)容上是不如代碼隨想錄網(wǎng)站上的文章全面的,并且PDF中有些地方的描述,是很讓我疑惑的,在困擾我很久后,無(wú)意間發(fā)現(xiàn),其網(wǎng)站上的講解完全符合我的思路。這次看完這些PDF后,暫時(shí)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)再看了,要復(fù)習(xí)還是依靠,代碼隨想錄網(wǎng)站,視頻,和我自己寫的博客吧
二叉樹(shù)章節(jié)
二叉樹(shù)章節(jié),做不出來(lái)的題基本上都有一個(gè)共性,對(duì)二叉樹(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特性不熟悉,從而沒(méi)有編寫思路,或者在判斷條件上產(chǎn)生疏漏。
完全二叉樹(shù):除了最底層可能沒(méi)填滿,其余每層節(jié)點(diǎn)數(shù)都達(dá)到最大值,并且最下面一層的節(jié)點(diǎn),都集中在該層最左邊的若干位置。一個(gè)很關(guān)鍵的點(diǎn):完全二叉樹(shù)的某些子樹(shù),一定是滿二叉樹(shù),節(jié)點(diǎn)數(shù)量是可以計(jì)算的。去計(jì)算最左和最后,一直向左找,計(jì)數(shù),一直向右找,計(jì)數(shù),如果兩數(shù)相等,這顆子樹(shù)就是滿二叉樹(shù)。
二叉搜索樹(shù):若它的左子樹(shù)不空,則左子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值,均小于它的根節(jié)點(diǎn)的值。若它的右子樹(shù)不空,則右子樹(shù)上所有節(jié)點(diǎn)的值,均大于它的根節(jié)點(diǎn)的值。它的左右子樹(shù)也分別為二叉搜索樹(shù)。
平衡二叉樹(shù):它是一個(gè)空樹(shù),或者它的左右兩個(gè)子樹(shù)的高度差的絕對(duì)值不超過(guò)1,并且左右子樹(shù)都是一顆平衡二叉樹(shù)。
二叉樹(shù)的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ),是大家一直在用的,那么其順序存儲(chǔ),要注意,需要將樹(shù)填補(bǔ)為一顆滿二叉樹(shù),才能滿足公式,如果父節(jié)點(diǎn)的數(shù)組下標(biāo)是 i , 那么它的左孩子就是 i2+1,右孩子是 i2+2 。
在遍歷方式上,主要分為兩大類,深度優(yōu)先遍歷(前中后序)遍歷,廣度優(yōu)先遍歷(層序遍歷)。層序遍歷有時(shí)候是很好用的方法,有的題,用遞歸解法較復(fù)雜,或者在代碼編寫邏輯上不好思考,后面會(huì)提到。
深度優(yōu)先遍歷的三種方法中,后序遍歷是應(yīng)用最多的,因?yàn)楹芏鄷r(shí)候,我們都需要去收集,左右子樹(shù)的信息,來(lái)決定當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的方式,或者說(shuō),需要將某些信息,一層一層地返回到根節(jié)點(diǎn),這時(shí)候都需要后序遍歷。中序遍歷,和二叉搜索樹(shù),嚴(yán)格綁定。前序遍歷需要的場(chǎng)景,一般都有比較明顯的特征,可以意識(shí)到。
前序遍歷:中左右;中序遍歷:左中右;后序遍歷:左右中。
二叉樹(shù)的節(jié)點(diǎn)定義:
class TreeNode:def __init__(self, val, left = None, right = None):self.val = valself.left = leftself.right = right
遞歸三部曲
1、確定遞歸函數(shù)的參數(shù)和返回值。2、確定終止條件。3、確定單層遞歸的邏輯
判斷了遞歸中不會(huì)有空節(jié)點(diǎn),就可以不寫返回條件?以前序遍歷為例
兩個(gè)版本代碼的對(duì)比,一個(gè)帶空節(jié)點(diǎn)判斷,一個(gè)不帶。
class Solution:def preorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:if root == None :return []self.res = []self.digui(root)return self.resdef digui(self,root):self.res.append(root.val)if root.left:self.digui(root.left)if root.right:self.digui(root.right)
class Solution:def preorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:if root == None :return []self.res = []self.digui(root)return self.resdef digui(self,root):if root == None :returnself.res.append(root.val)self.digui(root.left)self.digui(root.right)
二叉樹(shù)的迭代遍歷(一定要學(xué)會(huì))
前序遍歷:
class Solution:def preorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:if root == None :return []stack = [root]res = []while stack :node = stack.pop()res.append(node.val)# 注意,空節(jié)點(diǎn)不入棧if node.right :stack.append(node.right)if node.left :stack.append(node.left)return res
后序遍歷:
class Solution:def postorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:if root == None :return []stack = [root]res = []while stack :node = stack.pop()res.append(node.val)# 空節(jié)點(diǎn)不入棧if node.left:stack.append(node.left)if node.right:stack.append(node.right)# 代碼編寫順序是,中左右,但是因?yàn)槭褂玫氖菞?#xff0c;那么在res數(shù)組中的順序是,中右左,倒序,左右中return res[::-1]
中序遍歷:
class Solution:def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:if root == None :return []stack = []cur = rootres = []while stack or cur:# 同樣注意,空節(jié)點(diǎn)不入棧if cur :stack.append(cur)cur = cur.leftelse :cur = stack.pop()res.append(cur.val)cur = cur.rightreturn res
上面三種迭代方法,需要注意的共同點(diǎn)是:迭代法中,要保證,空節(jié)點(diǎn)不入棧。
前中后序遍歷的,統(tǒng)一迭代方法
以中序遍歷為例:因?yàn)槭堑?#xff0c;使用的是棧作為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在代碼中的編寫順序,和在結(jié)果集中的保存順序,是不一樣的。代碼編寫是,右中左,結(jié)果集中就是,左中右
lass Solution:def inorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:if root == None :return []stack = [root]res = []while stack :node = stack.pop()if node == None :node = stack.pop()res.append(node.val) else :# 當(dāng)node不是空節(jié)點(diǎn)時(shí)的操作,是關(guān)鍵# 要根據(jù)遍歷順序重新調(diào)整元素順序# 因?yàn)槭鞘褂枚褩?#xff0c;所以要從下向上看,左中右if node.right : # 右stack.append(node.right)stack.append(node) # 中stack.append(None)if node.left : # 左stack.append(node.left)return res
二叉樹(shù)的層序遍歷
層序遍歷是有標(biāo)準(zhǔn)寫法的。代碼隨想錄中列出的,與層序遍歷相關(guān)的10道題,都是稍微修改就可以做出來(lái)的。
class Solution:def levelOrder(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[List[int]]:if root == None :return []dq = deque()dq.append(root)res = []level = []while dq :size = len(dq)for i in range(size):node = dq.popleft()level.append(node.val)if node.left :dq.append(node.left)if node.right :dq.append(node.right)res.append(level)level = []return res
117. 填充每個(gè)節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)右側(cè)節(jié)點(diǎn)指針 II
以層序遍歷為模板。
from collections import deque
class Solution:def connect(self, root: 'Node') -> 'Node':if root == None :return rootdq = deque()dq.append(root)pre = Nonewhile dq :size = len(dq)for i in range(size):if i == 0 :pre = dq.popleft()else :node = dq.popleft()pre.next = nodepre = nodeif pre.left :dq.append(pre.left)if pre.right :dq.append(pre.right)return root
104.二叉樹(shù)的最大深度
class Solution:def maxDepth(self, root: TreeNode) -> int:if not root:return 0depth = 0queue = collections.deque([root])while queue:depth += 1for _ in range(len(queue)):node = queue.popleft()if node.left:queue.append(node.left)if node.right:queue.append(node.right)return depth
111.二叉樹(shù)的最小深度
需要注意的是,只有當(dāng)左右孩子都為空的時(shí)候,才說(shuō)明遍歷的最低點(diǎn)了。如果其中一個(gè)孩子為空則不是最低點(diǎn).
class Solution:def minDepth(self, root: TreeNode) -> int:if not root:return 0depth = 0queue = collections.deque([root])while queue:depth += 1 for _ in range(len(queue)):node = queue.popleft()if not node.left and not node.right:return depthif node.left:queue.append(node.left)if node.right:queue.append(node.right)return depth
上面求最大深度和最小深度的題目,我們后面還會(huì)遇到,可以發(fā)現(xiàn),其實(shí)遞歸也不一定比迭代法好用,只不過(guò)能不能想的到,使用層序遍歷,就是需要修煉的了。
226.翻轉(zhuǎn)二叉樹(shù),通過(guò)本題,希望學(xué)會(huì),如何將遞歸方法中的邏輯,寫在相對(duì)應(yīng)的迭代法中
本題用什么遍歷順序?
對(duì)于使用基于遞歸的方法來(lái)說(shuō):前序,后序,層序,都可以。唯獨(dú)中序不行。這個(gè)自己畫畫圖就可以知道。
對(duì)于使用迭代的方法來(lái)說(shuō):同遞歸。(這里的迭代,指的是,不加入None的迭代法)
對(duì)于使用統(tǒng)一方式迭代的方法來(lái)說(shuō):任何順序都可以。
遞歸代碼,前序遍歷:
class Solution:def invertTree(self, root: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return rootroot.left , root.right = root.right, root.leftself.invertTree(root.left)self.invertTree(root.right)return root
遞歸代碼,中序遍歷:
class Solution:def invertTree(self, root: TreeNode) -> TreeNode:if not root:return Noneself.invertTree(root.left)root.left, root.right = root.right, root.leftself.invertTree(root.left)return root
迭代代碼,中序遍歷:
class Solution:def invertTree(self, root: TreeNode) -> TreeNode:if not root:return None stack = [root] while stack:node = stack.pop() if node.left:stack.append(node.left)node.left, node.right = node.right, node.left if node.left:stack.append(node.left) return root
迭代代碼,前序遍歷:
class Solution:def invertTree(self, root: TreeNode) -> TreeNode:if not root:return None stack = [root] while stack:node = stack.pop() node.left, node.right = node.right, node.left if node.left:stack.append(node.left)if node.right:stack.append(node.right) return root
統(tǒng)一迭代風(fēng)格的C++代碼,中序遍歷:
class Solution {
public:TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {stack<TreeNode*> st;if (root != NULL) st.push(root);while (!st.empty()) {TreeNode* node = st.top();if (node != NULL) {st.pop();if (node->right) st.push(node->right); // 右st.push(node); // 中st.push(NULL);if (node->left) st.push(node->left); // 左} else {st.pop();node = st.top();st.pop();swap(node->left, node->right); // 節(jié)點(diǎn)處理邏輯}}return root;}
};
為什么這個(gè)中序就是可以的呢,因?yàn)檫@是用棧來(lái)遍歷,而不是靠指針來(lái)遍歷,避免了遞歸法中翻轉(zhuǎn)了兩次的情況。
只要是能編寫出相應(yīng)迭代法的遞歸法,在時(shí)間復(fù)雜度上二者差不多,在空間復(fù)雜度上,迭代法要優(yōu)于遞歸。因?yàn)檫f歸需要系統(tǒng)堆棧存儲(chǔ)參數(shù),返回值等信息。
通過(guò)上一題,我們要意識(shí)到,非統(tǒng)一版本的迭代法,前序和后序都是基于棧的,也是靠棧來(lái)遍歷的,而非統(tǒng)一版本的迭代法的中序遍歷,是靠指針來(lái)遍歷的。這二者是不同的。而統(tǒng)一版本的迭代法,前中后序都是基于棧來(lái)遍歷的。
對(duì)稱二叉樹(shù)
這道題就是后序遍歷,但是我覺(jué)得在編寫風(fēng)格上,對(duì)我來(lái)說(shuō)總感覺(jué)這不是后序遍歷,用前序遍歷的邏輯就寫出來(lái)了,似乎我還沒(méi)有完全掌握這道題。
遞歸法:
class Solution:def isSymmetric(self, root: Optional[TreeNode]) -> bool:if root == None :return Truereturn self.digui(root.left,root.right)def digui(self,left,right):if left == None and right != None :return Falseelif left != None and right == None :return Falseelif left == None and right == None :return Trueelse :if left.val != right.val :return Falseelse :flag1 = self.digui(left.left,right.right)flag2 = self.digui(left.right,right.left)return flag1 and flag2
迭代法:沒(méi)寫出來(lái),困惑點(diǎn)在于:在判斷時(shí),需要考慮空節(jié)點(diǎn),但是迭代法的空節(jié)點(diǎn),應(yīng)該不能入棧的?
使用隊(duì)列:
import collections
class Solution:def isSymmetric(self, root: TreeNode) -> bool:if not root:return Truequeue = collections.deque()queue.append(root.left) #將左子樹(shù)頭結(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列queue.append(root.right) #將右子樹(shù)頭結(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列while queue: #接下來(lái)就要判斷這這兩個(gè)樹(shù)是否相互翻轉(zhuǎn)leftNode = queue.popleft()rightNode = queue.popleft()if not leftNode and not rightNode: #左節(jié)點(diǎn)為空、右節(jié)點(diǎn)為空,此時(shí)說(shuō)明是對(duì)稱的continue#左右一個(gè)節(jié)點(diǎn)不為空,或者都不為空但數(shù)值不相同,返回falseif not leftNode or not rightNode or leftNode.val != rightNode.val:return Falsequeue.append(leftNode.left) #加入左節(jié)點(diǎn)左孩子queue.append(rightNode.right) #加入右節(jié)點(diǎn)右孩子queue.append(leftNode.right) #加入左節(jié)點(diǎn)右孩子queue.append(rightNode.left) #加入右節(jié)點(diǎn)左孩子return True
使用棧:
class Solution:def isSymmetric(self, root: TreeNode) -> bool:if not root:return Truest = [] #這里改成了棧st.append(root.left)st.append(root.right)while st:rightNode = st.pop()leftNode = st.pop()if not leftNode and not rightNode:continueif not leftNode or not rightNode or leftNode.val != rightNode.val:return Falsest.append(leftNode.left)st.append(rightNode.right)st.append(leftNode.right)st.append(rightNode.left)return True
層次遍歷:
class Solution:def isSymmetric(self, root: TreeNode) -> bool:if not root:return Truequeue = collections.deque([root.left, root.right])while queue:level_size = len(queue)if level_size % 2 != 0:return Falselevel_vals = []for i in range(level_size):node = queue.popleft()if node:level_vals.append(node.val)queue.append(node.left)queue.append(node.right)# 注意層次遍歷這里,空節(jié)點(diǎn)也要入棧的,這樣才能比較else:level_vals.append(None)if level_vals != level_vals[::-1]:return Falsereturn True
經(jīng)過(guò)上一題,學(xué)會(huì)了如何處理,在迭代法中要處理空節(jié)點(diǎn)的情況。統(tǒng)一風(fēng)格的迭代法中,因?yàn)橐每展?jié)點(diǎn)來(lái)標(biāo)記要處理的中間節(jié)點(diǎn),就不能再讓空節(jié)點(diǎn)入棧了。中序迭代遍歷也不行,因?yàn)橹行虻?#xff0c;是需要指針來(lái)指示當(dāng)前位置的,所以也要求空節(jié)點(diǎn)不入棧。
前序遍歷:
class Solution:def preorderTraversal(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:if root == None :return []stack = [root]res = []while stack :node = stack.pop()if node == None :continueres.append(node.val)stack.append(node.right)stack.append(node.left)return res
層序遍歷:
class Solution:def levelOrder(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[List[int]]:if root == None :return []dq = deque()dq.append(root)res = []level = []while dq :size = len(dq)for i in range(size):node = dq.popleft()if node == None :continuelevel.append(node.val)dq.append(node.left)dq.append(node.right)if level != []:res.append(level)level = []return res
二叉樹(shù)的最大深度
根節(jié)點(diǎn)的高度等于最大深度,后序遍歷很好寫。求高度,是自底向上的,用后序遍歷。求深度,是自頂向下的,用前序遍歷。
高度求解法:
class Solution:def maxDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0return 1 + max(self.maxDepth(root.left) , self.maxDepth(root.right))
深度求解法:遞歸
class Solution:def maxDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0self.maxd = 0depth = 0self.digui(root,depth)return self.maxddef digui(self,root,depth):if root == None :if depth > self.maxd :self.maxd = depthreturnself.digui(root.left,depth+1)self.digui(root.right,depth+1)
迭代法,求深度
class Solution:def maxDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0stack = [(root,1)]maxd = 0while stack :(cur,depth) = stack.pop()maxd = max(maxd,depth)if cur.left :stack.append((cur.left,depth+1))if cur.right :stack.append((cur.right,depth+1))return maxd
層序遍歷法:
套用模板即可。
統(tǒng)一編寫風(fēng)格的迭代法:
class Solution:def maxDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0stack = [(root,1)]maxd = 0while stack :(cur,depth) = stack.pop()if cur :# 中stack.append((cur,depth))stack.append((None,0))# 左if cur.left :stack.append((cur.left,depth+1))# 右if cur.right :stack.append((cur.right,depth+1))# 那么在棧中的順序就是:右左中,當(dāng)然這里什么順序都不是了,因?yàn)椴恍枰厮?#xff0c;只需要記錄每次的depthelse :(cur,depth) = stack.pop()maxd = max(maxd,depth)return maxd
雖然我們之前寫過(guò)了,前中后序的迭代法代碼,但是并不代表,迭代法的代碼和遞歸中的前中后序?qū)?yīng),非統(tǒng)一編寫風(fēng)格的迭代法只能模擬前序遍歷,后序遍歷是通過(guò)翻轉(zhuǎn),中序遍歷是通過(guò)指針。統(tǒng)一編寫風(fēng)格的迭代法,是可以利用棧來(lái)模擬遞歸和回溯的,代碼隨想錄中也說(shuō)了,有些遞歸算法的對(duì)應(yīng)迭代法,寫起來(lái)的代碼邏輯是很難的。
非統(tǒng)一編寫風(fēng)格中,因?yàn)榭展?jié)點(diǎn)不入棧,所以無(wú)法知道,目前代碼的處理邏輯在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)。但是統(tǒng)一風(fēng)格下,有None的存在,當(dāng)遍歷到葉子節(jié)點(diǎn)時(shí),我們可以通過(guò)pop四次,得到左右葉子,將處理的結(jié)果append進(jìn)棧,再append一個(gè)None,我目前感覺(jué)這樣的處理邏輯應(yīng)該可行。
求二叉樹(shù)的最小深度
后序:
class Solution:def minDepth(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0left = self.minDepth(root.left)right = self.minDepth(root.right)# 這里也可以不用left和right來(lái)判斷,可以用root.left,root.right是否為None來(lái)判斷if left == 0 and right != 0 :return 1+rightelif left != 0 and right == 0 :return 1+left# 這個(gè)判斷條件冗余了,和下面else的結(jié)果一樣elif left == 0 and right == 0 :return 1else :return 1 + min(left,right)
有點(diǎn)亂了,求最小深度,前序和迭代,不會(huì)寫
前序:
class Solution:def __init__(self):self.result = float('inf')def getDepth(self, node, depth):if node is None:returnif node.left is None and node.right is None:self.result = min(self.result, depth)if node.left:self.getDepth(node.left, depth + 1)if node.right:self.getDepth(node.right, depth + 1)def minDepth(self, root):if root is None:return 0self.getDepth(root, 1)return self.result
迭代:
class Solution:def minDepth(self, root: TreeNode) -> int:if not root:return 0depth = 0queue = collections.deque([root])while queue:depth += 1 for _ in range(len(queue)):node = queue.popleft()if not node.left and not node.right:return depthif node.left:queue.append(node.left)if node.right:queue.append(node.right)return depth
完全二叉樹(shù)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)
利用完全二叉樹(shù)的性質(zhì),提前判斷。但歸根結(jié)底還是后序遍歷。
如果是一般二叉樹(shù),可以遞歸可以層序遍歷,但是想要利用完全二叉樹(shù)的性質(zhì),只能遞歸。
class Solution:def countNodes(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0if root.left == None and root.right == None :return 1return self.count_fun(root)def count_fun(self,root):if root == None :return 0cleft = 0cright = 0head1 = roothead2 = rootwhile head1.left :head1 = head1.leftcleft += 1while head2.right :head2 = head2.rightcright += 1if cleft == cright :number = pow(2,cleft+1)-1return numberelse :return 1 + self.count_fun(root.left) + self.count_fun(root.right)
平衡二叉樹(shù)
一開(kāi)始是想就用題目給的 isBalanced 函數(shù),一個(gè)函數(shù)解決問(wèn)題,但是發(fā)現(xiàn)要從葉子節(jié)點(diǎn)計(jì)算高度,所以還得兩個(gè)函數(shù)。
在一個(gè)就是本題,別想著整個(gè)在迭代開(kāi)始前的判斷剪枝,其實(shí)省不了多少空間,還可能導(dǎo)致返回值異常的bug。
class Solution:def isBalanced(self, root: Optional[TreeNode]) -> bool:if root == None :return Trueself.res = Trueself.compute(root)return self.resdef compute(self,root):if root == None :return 0left = self.compute(root.left)right = self.compute(root.right)if abs(left-right) > 1 : self.res = Falsereturn 1 + max(left,right)
求深度需要前序遍歷,從上到下去查;求高度需要后序遍歷,從下到上去計(jì)算。
這道題真正想剪枝,應(yīng)該引入一個(gè)不可能的值,作為判斷條件。
class Solution:def isBalanced(self, root: Optional[TreeNode]) -> bool:if root == None :return Trueself.res = Trueself.compute(root)return self.resdef compute(self,root):if root == None :return 0left = self.compute(root.left)if left == -1 :return -1right = self.compute(root.right)if right == -1 :return -1if abs(left-right) > 1 : self.res = Falseresult = -1else :result = 1 + max(left,right)return result
本題的迭代法太麻煩,要先搞一個(gè)函數(shù),專門計(jì)算深度,在搞另一個(gè)函數(shù),從前序開(kāi)始,遍歷每一個(gè)節(jié)點(diǎn),去判斷左右子樹(shù),太復(fù)雜,本題的迭代法不做學(xué)習(xí)。
二叉樹(shù)的所有路徑
本題我采用了字符串作為承載路徑的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),之前我一直習(xí)慣用的是列表,可以放心大膽的 append 和 pop , 用字符串的話,就要想好需不需要回溯,做隱式回溯的話,處理邏輯應(yīng)該放在哪里。
本題是前序遍歷。
class Solution:def binaryTreePaths(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[str]:if root == None :return Noneself.res = []ss = ''self.find_allroad(root,ss)return self.resdef find_allroad(self,root,ss):if root == None :return if root.left == None and root.right == None :ss = ss + str(root.val)self.res.append(ss)self.find_allroad(root.left,ss + str(root.val) + '->')self.find_allroad(root.right,ss + str(root.val) + '->')
本題的迭代法,在編寫感覺(jué)上,與遞歸稍有不同,關(guān)鍵點(diǎn)在于搞清楚,增加路徑的邏輯應(yīng)該放在哪里,以及遇到葉子節(jié)點(diǎn)的處理邏輯,是否需要加入最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值?迭代法因?yàn)樵诔跏蓟瘯r(shí),要有根節(jié)點(diǎn),所以在加入路徑的邏輯上,與迭代法不同,要注意體會(huì)。
想不明白的時(shí)候,就自己模擬試試。
class Solution:def binaryTreePaths(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[str]:if root == None :return Nonest = [root]path = [str(root.val)]res = []while st :node = st.pop()ss = path.pop()if node.left == None and node.right == None :res.append(ss)if node.right :st.append(node.right)path.append(ss+'->'+str(node.right.val))if node.left :st.append(node.left)path.append(ss+'->'+str(node.left.val))return res
迭代法,模擬前中后序就用棧,適合層序遍歷就用隊(duì)列。
左葉子之和
感覺(jué)自己寫的這個(gè)代碼,邏輯不是很清晰。但是代碼隨想錄的解答也是這樣寫的,如果當(dāng)前是左葉子,就覆蓋之前計(jì)算的值(這個(gè)值其實(shí)就是0),但是 if 判斷又不能放在遞歸函數(shù)前面,那樣會(huì)將正確的值覆蓋。
class Solution:def sumOfLeftLeaves(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0left = self.sumOfLeftLeaves(root.left)right = self.sumOfLeftLeaves(root.right)if root.left != None and root.left.left == None and root.left.right == None :left = root.left.valreturn left + right
錯(cuò)誤的 if 位置,錯(cuò)誤的代碼:
class Solution:def sumOfLeftLeaves(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0if root.left != None and root.left.left == None and root.left.right == None :left = root.left.valleft = self.sumOfLeftLeaves(root.left)right = self.sumOfLeftLeaves(root.right)return left + right
迭代法:前序遍歷,統(tǒng)計(jì)每一個(gè)左葉子就好了。
class Solution:def sumOfLeftLeaves(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0st = [root]res = 0while st :node = st.pop()if node.left != None and node.left.left == None and node.left.right == None :res += node.left.valif node.left :st.append(node.left)if node.right :st.append(node.right)return res
樹(shù)左下角的值
本題使用層序遍歷,思路非常簡(jiǎn)單,是層序遍歷的模板題,這里我使用遞歸。
遞歸,要使用前序遍歷,這樣才能優(yōu)先左邊搜。
class Solution:def findBottomLeftValue(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:self.maxdepth = 0# 如果depth初值給0的話,因?yàn)橐婚_(kāi)始會(huì)等于maxdepth,就要單獨(dú)判斷,二叉樹(shù)只有一個(gè)# 根節(jié)點(diǎn)的情況了,如果給1的話,就不需要單獨(dú)判斷depth = 1self.value = 0self.find_left(root,depth)return self.valuedef find_left(self,root,depth):if root == None :returnif root.left == None and root.right == None :# 本題的關(guān)鍵就在于這一句,必須是嚴(yán)格大于if depth > self.maxdepth :self.maxdepth = depthself.value = root.valself.find_left(root.left,depth+1)self.find_left(root.right,depth+1)
路徑總和
第一次自己嘗試編寫,代碼隨想錄風(fēng)格的,利用設(shè)置返回值,找到就返回的遞歸代碼。
需要注意的還是那一點(diǎn):理清處理邏輯,遞歸函數(shù)怎么寫,需不需要回溯,需要回溯,想寫成隱式的怎么寫,顯式的怎么寫,在收獲結(jié)果的時(shí)候,處理邏輯怎么寫,終止條件怎么寫。
class Solution:def hasPathSum(self, root: Optional[TreeNode], targetSum: int) -> bool:if root == None :return False# 注意處理邏輯,一開(kāi)始這里最后一個(gè)條件我寫的是:targetSum == 0 ,一直錯(cuò)誤# 后來(lái)才發(fā)現(xiàn),我沒(méi)有去處理最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)!if root.left == None and root.right == None and targetSum == root.val :return Trueif self.hasPathSum(root.left,targetSum-root.val) :return Trueif self.hasPathSum(root.right,targetSum-root.val) :return Truereturn False
迭代法:
class Solution:def hasPathSum(self, root: Optional[TreeNode], targetSum: int) -> bool:if root == None :return Falsest = [root]value = [targetSum]while st :node = st.pop()t = value.pop()if node.left == None and node.right == None and t == node.val :return Trueif node.left :st.append(node.left)value.append(t-node.val)if node.right :st.append(node.right)value.append(t-node.val)return False
路徑總和II
class Solution:def pathSum(self, root: Optional[TreeNode], targetSum: int) -> List[List[int]]:if root == None :return []self.res = []path = []self.find_all_road(root,path,targetSum)return self.resdef find_all_road(self,root,path,targetSum):if root == None :returnif root.left == None and root.right == None and targetSum == root.val :path.append(root.val)self.res.append(path.copy())path.pop()path.append(root.val)self.find_all_road(root.left,path,targetSum-root.val)self.find_all_road(root.right,path,targetSum-root.val)path.pop()
用迭代法記錄所有路徑是很繁瑣的,這種題不適合迭代法,一定要體會(huì)其中區(qū)別!問(wèn)“有沒(méi)有?”,迭代法可以;“找出所有可能?”迭代法不行。
遞歸函數(shù),什么時(shí)候需要返回值,什么時(shí)候不需要?
如果需要搜索整棵二叉樹(shù)且不用處理遞歸返回值,遞歸函數(shù)就不要返回值。(這種情況就是本文下半部分介紹的113.路徑總和ii)
如果需要搜索整棵二叉樹(shù)且需要處理遞歸返回值,遞歸函數(shù)就需要返回值。 (這種情況我們?cè)?36. 二叉樹(shù)的最近公共祖先 (opens new window)中介紹)
如果要搜索其中一條符合條件的路徑,那么遞歸一定需要返回值,因?yàn)橛龅椒蠗l件的路徑了就要及時(shí)返回。(本題的情況)
前面兩道,路徑總和的題,可以在子節(jié)點(diǎn)判斷后,再加一個(gè)判斷做剪枝
if root == None :returnif root.left == None and root.right == None and targetSum == root.val :path.append(root.val)self.res.append(path.copy())path.pop()if root.left == None and root.right == None :return
但是一定要注意順序,要放在判斷當(dāng)前葉子節(jié)點(diǎn)不符合要求之后。
前面兩題,我寫的和代碼隨想錄寫的細(xì)節(jié)有些不同,我是從空列表開(kāi)始遞歸,卡哥是先讓根節(jié)點(diǎn)入棧了,這一個(gè)差異,就導(dǎo)致代碼編寫風(fēng)格差異一看上去還挺大。
中序后序建立二叉樹(shù),前序中序建立二叉樹(shù),這兩題只要想清楚,區(qū)間的左右邊界就可以了,過(guò)。
最大二叉樹(shù),同上一題,都是構(gòu)造的題目
合并二叉樹(shù)
class Solution:def mergeTrees(self, root1: Optional[TreeNode], root2: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:if root1 == None and root2 == None :return Noneelif root1 == None :return root2elif root2 == None :return root1else :root1.val += root2.valroot1.left = self.mergeTrees(root1.left,root2.left)root1.right = self.mergeTrees(root1.right,root2.right)return root1
構(gòu)造樹(shù),一般采用的是前序遍歷,因?yàn)橄葮?gòu)造中間節(jié)點(diǎn),然后遞歸構(gòu)造左子樹(shù)和右子樹(shù)。
迭代法:代碼隨想錄給的是用對(duì)隊(duì)列,但是并不是層序遍歷的模板!用棧作為容器一樣可以!這里我是用的棧。
class Solution:def mergeTrees(self, root1: Optional[TreeNode], root2: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:if root1 == None :return root2if root2 == None :return root1head = root1st = [root1,root2]while st :# 因?yàn)橛玫氖菞?#xff0c;后進(jìn)先出,這里順序要注意,是反的root2 = st.pop()root1 = st.pop()root1.val += root2.val# 在四個(gè)有效的判斷中,順序很重要,要先判定左右是否都不空# 因?yàn)楫?dāng)root有空時(shí),會(huì)存在給root1的賦值操作,這時(shí)候再判斷,本來(lái)一空一不空,# 現(xiàn)在變成都不空了,出現(xiàn)錯(cuò)誤!if root1.left != None and root2.left != None :st.append(root1.left)st.append(root2.left)if root1.right != None and root2.right != None :st.append(root1.right)st.append(root2.right)if root1.left == None and root2.left != None :root1.left = root2.leftif root1.left != None and root2.left == None : # 可不寫pass if root1.right == None and root2.right != None :root1.right = root2.rightif root1.right != None and root2.right == None : # 可不寫pass# 還有,root1和root2的左孩子均為空,root1和root2的右孩子均為空# 這兩種情況,也可以不寫return head
二叉搜索樹(shù)中的搜索
class Solution:def searchBST(self, root: Optional[TreeNode], val: int) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Noneif root.val == val :return rootif root.val > val :res = self.searchBST(root.left,val)if res :return reselse :res = self.searchBST(root.right,val)if res :return resreturn None
精簡(jiǎn)版本:不管返回值是不是None , 直接返回就行!
class Solution:def searchBST(self, root: Optional[TreeNode], val: int) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Noneif root.val == val :return rootif root.val > val :return self.searchBST(root.left,val)else :return self.searchBST(root.right,val)
二叉搜索樹(shù),因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特殊性的存在,不需要回溯操作,所以不需要?;蜿?duì)列來(lái)模擬遞歸。直接循環(huán)!
class Solution:def searchBST(self, root: Optional[TreeNode], val: int) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Nonewhile root != None :if root.val == val :return rootif root.val > val :root = root.leftelse :root = root.rightreturn None
驗(yàn)證二叉搜索樹(shù)(重要!重要!重要!因?yàn)槲乙恢辈粫?huì))
這道題我竟然還是不會(huì)!
現(xiàn)在能想到,避開(kāi)陷阱,不是僅僅比較左右孩子就可以的!
但是,依然忘了迭代法怎么編寫!
遞歸法就是先中序遍歷得到數(shù)組,再遍歷數(shù)組。
class Solution:def __init__(self):self.vec = []def traversal(self, root):if root is None:returnself.traversal(root.left)self.vec.append(root.val) # 將二叉搜索樹(shù)轉(zhuǎn)換為有序數(shù)組self.traversal(root.right)def isValidBST(self, root):self.vec = [] # 清空數(shù)組self.traversal(root)for i in range(1, len(self.vec)):# 注意要小于等于,搜索樹(shù)里不能有相同元素if self.vec[i] <= self.vec[i - 1]:return Falsereturn True
這里用遞歸法的一個(gè)技巧在于,聲明一個(gè)全局變量節(jié)點(diǎn)。
class Solution:def __init__(self):self.pre = None # 用來(lái)記錄前一個(gè)節(jié)點(diǎn)def isValidBST(self, root):if root is None:return Trueleft = self.isValidBST(root.left)if self.pre is not None and self.pre.val >= root.val:return Falseself.pre = root # 記錄前一個(gè)節(jié)點(diǎn)right = self.isValidBST(root.right)return left and right
迭代法:
class Solution:def isValidBST(self, root):stack = []cur = rootpre = None # 記錄前一個(gè)節(jié)點(diǎn)while cur is not None or len(stack) > 0:if cur is not None:stack.append(cur)cur = cur.left # 左else:cur = stack.pop() # 中if pre is not None and cur.val <= pre.val:return Falsepre = cur # 保存前一個(gè)訪問(wèn)的結(jié)點(diǎn)cur = cur.right # 右return True
看到二叉搜索樹(shù)就要想到中序遍歷,中序遍歷得到的數(shù)組是遞增的。
二叉搜索樹(shù)的最小絕對(duì)差
代碼邏輯和上一題完全相同。
class Solution:def __init__(self):self.pre = Noneself.minabs = infdef getMinimumDifference(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0self.getMinimumDifference(root.left)if self.pre != None :self.minabs = min(self.minabs,root.val-self.pre.val)self.pre = rootself.getMinimumDifference(root.right)return self.minabs
class Solution:def getMinimumDifference(self, root: Optional[TreeNode]) -> int:if root == None :return 0res = infpre = Nonecur = rootst = []while st or cur :if cur :st.append(cur)cur = cur.leftelse :cur = st.pop()if pre != None :res = min(res,cur.val-pre.val)pre = curcur = cur.rightreturn res
二叉搜索樹(shù)中的眾數(shù)
怎么bug一直調(diào)不好了?這題有很多細(xì)節(jié)我沒(méi)注意到,下面的是錯(cuò)誤的代碼
class Solution:def findMode(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:self.maxcount = 1self.res = []self.pre = Noneself.count = 1self.findall(root)return self.resdef findall(self,root):if root == None :return self.findall(root.left)if self.pre :if self.pre.val == root.val :self.count += 1else :count = 1if self.count > self.maxcount :self.res.clear()self.res.append(root.val)self.maxcount = self.countelif self.count == self.maxcount :self.res.append(root.val)self.pre = rootself.findall(root.right)
上述代碼的致命錯(cuò)誤,大致如下:首先是初始化上的錯(cuò)誤,兩個(gè)計(jì)數(shù)器必須全部置0,另外,讓根節(jié)點(diǎn)進(jìn)去結(jié)果列表,這是毫無(wú)道理的!第二點(diǎn)就是沒(méi)有處理好第一個(gè)節(jié)點(diǎn)(最左下的節(jié)點(diǎn)),當(dāng) pre 是 None 時(shí),我們應(yīng)該將 count 賦值為 1 ,這樣最左下的節(jié)點(diǎn)就可能作為結(jié)果。第三點(diǎn),對(duì)于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否是空節(jié)點(diǎn)的判斷,只能決定,當(dāng)前的 count 是多少,而結(jié)果處理邏輯,肯定是要放在 if 判斷之外的,不然也同樣會(huì)漏掉,最左下節(jié)點(diǎn)作為結(jié)果的情況。
正確代碼:
class Solution:def findMode(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:self.maxcount = 0self.res = []self.pre = Noneself.count = 0self.findall(root)return self.resdef findall(self,root):if root == None :return self.findall(root.left)if self.pre :if self.pre.val == root.val :self.count += 1else :self.count = 1else :self.count = 1if self.count > self.maxcount :self.res.clear()self.res.append(root.val)self.maxcount = self.countelif self.count == self.maxcount :self.res.append(root.val)self.pre = rootself.findall(root.right)
迭代法,就是中序遍歷,只要理清本題的,眾數(shù)處理邏輯就好,和遞歸的邏輯是一樣的
class Solution:def findMode(self, root: Optional[TreeNode]) -> List[int]:count = 0maxcount = 0pre = Nonecur = rootst = []res = []while st or cur :if cur :st.append(cur)cur = cur.leftelse :cur = st.pop()if pre :if pre.val == cur.val :count += 1else :count = 1else :count = 1pre = curif count > maxcount :res.clear()res.append(cur.val)maxcount = countelif count == maxcount :res.append(cur.val)cur = cur.rightreturn res
如果本題不是二叉搜索樹(shù),而是一般二叉樹(shù),就要利用字典了
from collections import defaultdictclass Solution:def searchBST(self, cur, freq_map):if cur is None:returnfreq_map[cur.val] += 1 # 統(tǒng)計(jì)元素頻率self.searchBST(cur.left, freq_map)self.searchBST(cur.right, freq_map)def findMode(self, root):freq_map = defaultdict(int) # key:元素,value:出現(xiàn)頻率result = []if root is None:return resultself.searchBST(root, freq_map)max_freq = max(freq_map.values())for key, freq in freq_map.items():if freq == max_freq:result.append(key)return result
二叉樹(shù)的最近公共祖先
首先明確用后序遍歷,其次要明白,為什么當(dāng)左右只有一個(gè)有值時(shí),返回這個(gè)值就可以了。
class Solution:def lowestCommonAncestor(self, root: 'TreeNode', p: 'TreeNode', q: 'TreeNode') -> 'TreeNode':if root == None :return Noneif root == p or root == q :return rootleft = self.lowestCommonAncestor(root.left,p,q)right = self.lowestCommonAncestor(root.right,p,q)if left != None and right != None :return rootelif left != None and right == None :return leftelif left == None and right != None :return rightelse :return None
本題沒(méi)有迭代法,本題的講解寫的很好,可以多讀讀。
最近公共祖先
二叉搜索樹(shù)的最近公共祖先
又沒(méi)寫出來(lái),錯(cuò)誤代碼如下。受上一題影響,總想在上一題的基礎(chǔ)上稍作改動(dòng),但是發(fā)現(xiàn),在二叉搜索樹(shù)中,同時(shí)匹配兩個(gè)值是不現(xiàn)實(shí)的,邏輯會(huì)非常混亂。
class Solution:def lowestCommonAncestor(self, root: 'TreeNode', p: 'TreeNode', q: 'TreeNode') -> 'TreeNode':if root == None :return Noneif root == p or root == q :return rootif root.val > p.val and root.val > q.val:return self.lowestCommonAncestor(root.left,p,q)elif root.val < p.val and root.val < q.val:return self.lowestCommonAncestor(root.right,p,q)else :left =
這道題,因?yàn)橛行驑?shù)的存在,思路和上一題完全不一樣了!本題的核心在于利用二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)。需要理解的是,按照如下規(guī)則找到的節(jié)點(diǎn),一定是最近的公共祖先,因?yàn)橐坏┫蛳逻M(jìn)入左右孩子,必然會(huì)丟失掉 p q 中的一個(gè)。
class Solution:def traversal(self, cur, p, q):if cur is None:return cur# 中if cur.val > p.val and cur.val > q.val: # 左left = self.traversal(cur.left, p, q)if left is not None:return leftif cur.val < p.val and cur.val < q.val: # 右right = self.traversal(cur.right, p, q)if right is not None:return rightreturn curdef lowestCommonAncestor(self, root, p, q):return self.traversal(root, p, q)
既然本題已經(jīng)無(wú)所謂遍歷順序,變成了一道尋找二叉搜索樹(shù)的節(jié)點(diǎn)的題目,迭代法自然可行,且簡(jiǎn)便了。
class Solution:def lowestCommonAncestor(self, root, p, q):while root:if root.val > p.val and root.val > q.val:root = root.leftelif root.val < p.val and root.val < q.val:root = root.rightelse:return rootreturn None
二叉搜索樹(shù)中的插入操作
本題要注意的是,一定要寫遞歸函數(shù)返回值,利用返回值去修改二叉樹(shù),如果沒(méi)有修改,返回值就是原本樹(shù)的自身。
另外,本題要理解,明確只往空節(jié)點(diǎn)插入就可以了,不要想著更改樹(shù)的結(jié)構(gòu)。
class Solution:def insertIntoBST(self, root: Optional[TreeNode], val: int) -> Optional[TreeNode]:root = self.insert(root,val)return rootdef insert(self,root,val):if root == None :node = TreeNode(val) return nodeif root.val > val :root.left = self.insert(root.left,val)else :root.right = self.insert(root.right,val)return root
其實(shí)不需要額外定義一個(gè)函數(shù)。
class Solution:def insertIntoBST(self, root: Optional[TreeNode], val: int) -> Optional[TreeNode]:if root == None :node = TreeNode(val) return nodeif root.val > val :root.left = self.insertIntoBST(root.left,val)else :root.right = self.insertIntoBST(root.right,val)return root
刪除二叉搜索樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)
這道題寫下來(lái)還是蠻難的,而且我感覺(jué)我現(xiàn)在的邏輯也沒(méi)有很清晰,加了不少 if 判斷。我主要的思路就是,刪除當(dāng)前節(jié)點(diǎn)后,直接用當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左孩子頂上來(lái),然后把當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的右子樹(shù),加到左孩子的最右。這樣就滿足二叉搜索樹(shù)的性質(zhì)。但是還要處理很多特殊情況,這也是我這么多 if 的由來(lái),比如我取了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的左右孩子,那么自然就要考慮,如果是空怎么辦?都是空?一個(gè)是空?情況都要考慮清楚。
只要取了節(jié)點(diǎn)的左右孩子,還想取它的value,就要想到,判斷是否是None??纯创a隨想錄的解答吧
我的代碼:目標(biāo)刪除節(jié)點(diǎn)的右孩子,往目標(biāo)刪除節(jié)點(diǎn)的左孩子的最右去接
class Solution:def deleteNode(self, root: Optional[TreeNode], key: int) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Noneif root.val < key :root.right = self.deleteNode(root.right,key)elif root.val > key :root.left = self.deleteNode(root.left,key)else :node = root.left pre = root.rightif node == None and pre == None: # 左右均為空return Noneelif node == None : # 左為空return pre# 這里我覺(jué)得是,我是讓右孩子向右接,所以 pre 為空,無(wú)所謂else :while node.right :node = node.rightnode.right = prereturn root.leftreturn root
刪除二叉搜索樹(shù)中的節(jié)點(diǎn)
卡哥給出的,普通樹(shù)的刪除方法,以及迭代法,都先不做學(xué)習(xí)了,先掌握最基本的遞歸法。
根據(jù)卡哥給的思路,對(duì)上面自己的代碼進(jìn)行了小修改,思路是:目標(biāo)刪除節(jié)點(diǎn)的左孩子,往目標(biāo)刪除節(jié)點(diǎn)的右孩子的最左去接。
class Solution:def deleteNode(self, root: Optional[TreeNode], key: int) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Noneif root.val < key :root.right = self.deleteNode(root.right,key)elif root.val > key :root.left = self.deleteNode(root.left,key)else :node = root.left pre = root.rightif node == None and pre == None: # 左右都為空return Noneelif node == None : # 左為空return preelif pre == None : # 右為空return nodeelse :while pre.left :pre = pre.left pre.left = nodereturn root.rightreturn root
本題對(duì)于第五步,刪除拼接的情況,本來(lái)就有兩種選擇,上面我都提到了,左接右,右接左。
代碼隨想錄的代碼:
class Solution:def deleteNode(self, root, key):if root is None:return rootif root.val == key:if root.left is None and root.right is None:return Noneelif root.left is None:return root.rightelif root.right is None:return root.leftelse:cur = root.rightwhile cur.left is not None:cur = cur.leftcur.left = root.leftreturn root.rightif root.val > key:root.left = self.deleteNode(root.left, key)if root.val < key:root.right = self.deleteNode(root.right, key)return root
修剪二叉搜索樹(shù)
不會(huì),理不清處理邏輯。
自己寫的錯(cuò)誤代碼:
class Solution:def trimBST(self, root: Optional[TreeNode], low: int, high: int) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Noneif root.val >= low and root.val <= high :root.left = self.trimBST(root.left,low,high)root.right = self.trimBST(root.right,low,high)return root elif root.val < low :head = root.rightif head == None :return Nonehead.left = self.trimBST(head.left,low,high)head.right = self.trimBST(head.right,low,high)return headelif root.val > high :head = root.leftif head == None :return Nonehead.left = self.trimBST(head.left,low,high)head.right = self.trimBST(head.right,low,high)return head
看看代碼隨想錄的解答。這是一個(gè)思維轉(zhuǎn)變的問(wèn)題,好好理解。
修剪二叉搜索樹(shù)
class Solution:def trimBST(self, root: TreeNode, low: int, high: int) -> TreeNode:if root is None:return Noneif root.val < low:# 尋找符合區(qū)間 [low, high] 的節(jié)點(diǎn)return self.trimBST(root.right, low, high)if root.val > high:# 尋找符合區(qū)間 [low, high] 的節(jié)點(diǎn)return self.trimBST(root.left, low, high)root.left = self.trimBST(root.left, low, high) # root.left 接入符合條件的左孩子root.right = self.trimBST(root.right, low, high) # root.right 接入符合條件的右孩子return root
這道題非常非常重要。迭代法先不做學(xué)習(xí)了、
將有序數(shù)組轉(zhuǎn)換為二叉搜索樹(shù)
取數(shù)組中間數(shù)值,遞歸構(gòu)造即可。
把二叉搜索樹(shù)轉(zhuǎn)換為累加樹(shù)
之前做過(guò)類似的題。
class Solution:def __init__(self):self.last = Nonedef convertBST(self, root: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Noneroot.right = self.convertBST(root.right)if self.last :root.val += self.last.valself.last = rootroot.left = self.convertBST(root.left)return root
迭代法:
class Solution:def convertBST(self, root: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:if root == None :return Nonest = []cur = rootlast = Nonewhile st or cur :if cur :st.append(cur)cur = cur.rightelse :cur = st.pop()if last :cur.val += last.vallast = curcur = cur.leftreturn root