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给定一个二叉树 root ,返回其最大深度。
二叉树的 最大深度 是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出:3
示例 2:
输入:root = [1,null,2]
输出:2
提示:
树中节点的数量在 [0, 104] 区间内。
-100 <= Node.val <= 100
用递归,但是什么顺序没想清楚
二叉树节点的深度:指从根节点到该节点的最长简单路径边的条数或者节点数(取决于深度从0开始还是从1开始)
二叉树节点的高度:指从该节点到叶子节点的最长简单路径边的条数或者节点数(取决于高度从0开始还是从1开始)
而根节点的高度就是二叉树的最大深度,所以本题中我们通过后序求的根节点高度来求的二叉树最大深度。
先用后序遍历(左右中)来计算树的高度。
确定递归函数的参数和返回值:参数就是传入树的根节点,返回就返回这棵树的深度,所以返回值为int类型。
代码如下:
int getdepth(TreeNode* node)
确定终止条件:如果为空节点的话,就返回0,表示高度为0。
代码如下:
if (node == NULL) return 0;
确定单层递归的逻辑:先求它的左子树的深度,再求右子树的深度,最后取左右深度最大的数值 再+1 (加1是因为算上当前中间节点)就是目前节点为根节点的树的深度。
代码如下:
int leftdepth = getdepth(node->left); // 左
int rightdepth = getdepth(node->right); // 右
int depth = 1 + max(leftdepth, rightdepth); // 中
return depth;
int main() {
// 创建二叉树的节点
TreeNode *root = new TreeNode(1);
root->left = new TreeNode(2);
root->right = new TreeNode(3);
root->left->left = new TreeNode(4);
root->left->right = new TreeNode(5);
// 创建Solution实例
Solution solution;
// 计算并打印最大深度
std::cout << "Maximum depth of the binary tree is: " << solution.maxDepth(root) << std::endl;
// TODO: 释放分配的内存(在实际应用中很重要)
// ...
return 0;
}
给定一个二叉树,找出其最小深度。
最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。
说明:叶子节点是指没有子节点的节点。
示例 1:
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出:2
示例 2:
输入:root = [2,null,3,null,4,null,5,null,6]
输出:5
提示:
树中节点数的范围在 [0, 105] 内
-1000 <= Node.val <= 1000
直接和上题一样,返回min+1
本题依然是前序遍历和后序遍历都可以,前序求的是深度,后序求的是高度。
二叉树节点的深度:指从根节点到该节点的最长简单路径边的条数或者节点数(取决于深度从0开始还是从1开始)
二叉树节点的高度:指从该节点到叶子节点的最长简单路径边的条数后者节点数(取决于高度从0开始还是从1开始)
那么使用后序遍历,其实求的是根节点到叶子节点的最小距离,就是求高度的过程,不过这个最小距离 也同样是最小深度。
题目中说的是:最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。注意是叶子节点。
什么是叶子节点,左右孩子都为空的节点才是叶子节点!
递归法:
递归三部曲:
确定递归函数的参数和返回值
参数为要传入的二叉树根节点,返回的是int类型的深度。
代码如下:
int getDepth(TreeNode* node)
确定终止条件
终止条件也是遇到空节点返回0,表示当前节点的高度为0。
代码如下:
if (node == NULL) return 0;
确定单层递归的逻辑
这块和求最大深度可就不一样了,一些同学可能会写如下代码:
int leftDepth = getDepth(node->left);
int rightDepth = getDepth(node->right);
int result = 1 + min(leftDepth, rightDepth);
return result;
如果这么求的话,没有左孩子的分支会算为最短深度。
所以,如果左子树为空,右子树不为空,说明最小深度是 1 + 右子树的深度。
反之,右子树为空,左子树不为空,最小深度是 1 + 左子树的深度。 最后如果左右子树都不为空,返回左右子树深度最小值 + 1 。
#include <iostream>
#include <algorithm>
struct TreeNode
{
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
TreeNode(int x):val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x, TreeNode* left, TreeNode* right):val(x), left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
int getdepth (TreeNode* node) {
if (node == nullptr) return 0;
int leftdepth = getdepth(node->left);
int rightdepth = getdepth(node->right);
if (node->left == nullptr && node->right != nullptr) {
return 1 + rightdepth;
}
if (node->left != nullptr && node->left == nullptr) {
return 1 + leftdepth;
}
int depth = 1 + std::min(leftdepth, rightdepth);
return depth;
}
int minDepth(TreeNode* root) {
return getdepth(root);
}
};
int main() {
// 创建二叉树的节点
TreeNode *root = new TreeNode(1);
root->left = new TreeNode(2);
root->right = new TreeNode(3);
root->left->left = new TreeNode(4);
// root->left->right = new TreeNode(5);
// 创建Solution实例
Solution solution;
// 计算并打印最小深度
std::cout << "Minimum depth of the binary tree is: " << solution.minDepth(root) << std::endl;
// TODO: 释放分配的内存(在实际应用中很重要)
// ...
return 0;
}
给你一棵 完全二叉树 的根节点 root ,求出该树的节点个数。
完全二叉树 的定义如下:在完全二叉树中,除了最底层节点可能没填满外,其余每层节点数都达到最大值,并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层,则该层包含 1~ 2h 个节点。
示例 1:
输入:root = [1,2,3,4,5,6]
输出:6
示例 2:
输入:root = []
输出:0
示例 3:
输入:root = [1]
输出:1
提示:
树中节点的数目范围是[0, 5 * 104]
0 <= Node.val <= 5 * 104
题目数据保证输入的树是 完全二叉树
进阶:遍历树来统计节点是一种时间复杂度为 O(n) 的简单解决方案。你可以设计一个更快的算法吗?
后序遍历统计节点个数
普通二叉树可以求解,时间复杂度为n
在完全二叉树中,除了最底层节点可能没填满外,其余每层节点数都达到最大值,并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层,则该层包含 1~ 2^(h-1) 个节点。
可以看出如果整个树不是满二叉树,就递归其左右孩子,直到遇到满二叉树为止,用公式计算这个子树(满二叉树)的节点数量。
在完全二叉树中,如果递归向左遍历的深度等于递归向右遍历的深度,那说明就是满二叉树
#include <iostream>
struct TreeNode {
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
TreeNode(int x):val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
TreeNode(int x, TreeNode* left, TreeNode* right):val(x),left(left), right(right) {}
};
class Solution {
public:
int countNodes(TreeNode* root) {
//第二步 判断终止条件
if (root == nullptr) {
return 0;
}
int countleft = 0;
int countright= 0;
TreeNode* left = root->left;
TreeNode* right = root->right;
while(left) {
left = left->left;
countleft ++;
}
while (right) {
right = right->right;
countright ++;
}
if (countleft == countright) {
return (2 << countleft) - 1;
}
int leftnodes = countNodes(root->left);
int rightnodes= countNodes(root->right);
int sum = leftnodes + rightnodes + 1;
return sum;
}
};
int main() {
// 创建二叉树的节点
TreeNode *root = new TreeNode(1);
root->left = new TreeNode(2);
root->right = new TreeNode(3);
root->left->left = new TreeNode(4);
root->left->right = new TreeNode(5);
root->right->left = new TreeNode(6);
// 创建Solution实例
Solution solution;
// 计算并打印节点总数
std::cout << "Total number of nodes in the binary tree is: " << solution.countNodes(root) << std::endl;
// TODO: 释放分配的内存(在实际应用中很重要)
// ...
return 0;
}