【二叉树练习题】

news2024/11/18 0:37:04

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希望作者的文章对你有所帮助,有不足的地方还请指正,大家一起学习交流 !


目录

  • 前言
  • 初阶题
    • 二叉树的节点个数
    • 二叉树的叶子节点个数
    • 二叉树第k层节点个数
    • 二叉树查找值为x的节点
  • 进阶题
    • 完全二叉树的节点个数
    • 翻转二叉树
    • 检验两个树是否相同
    • 对称二叉树
    • 检验是否是其子树
  • 总结

前言

本篇文章共有9道题,其中4题是初阶,5题是进阶题;希望该文章对你有帮助!


初阶题

既然了解的二叉树的基本结构,接下来了解几个有关二叉树的基本函数吧!

二叉树的节点个数


如果知道一颗二叉树,那怎么求这颗二叉树的节点个数呢?

思路: 我们可以利用树的递归的思想,遍历这颗树,这里我们用前序遍历:如果遇到节点就再向左右子树深层递归下去+1(其本身),直到遇到空就返回0;
下面根据图解的方式:
在这里插入图片描述

代码实现:

//二叉树的节点个数
int BinaryTreeSize(BTNode* root)
{
    return root == NULL ? 0 : BinaryTreeSize(root->left) + BinaryTreeSize(root->right) + 1;
}

二叉树的叶子节点个数

知道二叉树的节点个数,那叶子结点个数呢?
叶子节点是和普通的节点不一样的,叶子结点其特点是:没有子节点的,所以我们可以根据这一特性来解决这个问题;

思路:我们还是可以利用二叉树树的结构特点,前序遍历这颗二叉树树,如果节点的左右节点返回=0,那就说明该节点是叶子结点,那就返回1,否则就返回左右子树的值;
在这里插入图片描述

代码实现:

//求叶子节点的个数
int BinaryTreeLeafSize(BTNode* root)
{
    if (root == NULL)
        return 0;
    
    int left = BinaryTreeLeafSize(root->left);
    int right = BinaryTreeLeafSize(root->right);

    return left + right == 0 ? 1 : (left + right);
}

注意:关于这代码实现,可能有老铁想过可以这样写代码是不是方便点:
代码:错误的示例

//求叶子节点的个数
int BinaryTreeLeafSize(BTNode* root)
{
    if (root == NULL)
        return 0;
  
    return BinaryTreeLeafSize(root->left) + BinaryTreeLeafSize(root->right) == 0  ? 1 : (BinaryTreeLeafSize(root->left) +  BinaryTreeLeafSize(root->right));
}

这样想的话就是理解的不够深刻,你要知道每次递归调用这个函数,调用的栈空间就越大,栈的空间不大,调用的越深越容易栈溢出;还有一点,你要知道的是这个节点的左右子树的返回值,如在前面的已经知道该节点的左右子树的返回值和,在往后走就会再一次往深层遍历一次了,这完全是没有必要,多此一举;

二叉树第k层节点个数

下面来加一点点难度吧!

思路:就是关键的k的值,在每次递归调用的时候 k-1,就可以实现了,不过还要加一条条件:如果当k==1时,就到了要求k层的节点个数的那层,这时只要不为空,则都返回 1,记住:这是求第k层的节点个数;
在这里插入图片描述

代码实现:

//二叉树第k层节点个数
int BinaryTreeLevelKSize(BTNode* root, int k)
{
    assert(k > 0);

    if (root == NULL)
        return 0;

    if (k == 1 )
        return 1;

    return BinaryTreeLevelKSize(root->left, k-1) + BinaryTreeLevelKSize(root->right, k-1);
}

二叉树查找值为x的节点

思路:二叉树最常利用的递归的思想,往下遍历一遍,找到了一样的值,就返回该值的结点,否则就返回NULL;
代码实现:

//二叉树查找值为x的节点
BTNode* BinaryTreeFind(BTNode* root, BTDataType x)
{
    if (root == NULL)
        return NULL;

    if (root->val == x)
        return root;

    BTNode* left = BinaryTreeFind(root->left, x);
    if (left)
        return left;
    BTNode* right = BinaryTreeFind(root->right, x);
    if (right)
        return right;
}

有一个改善版本:

//二叉树查找值为x的节点
BTNode* BinaryTreeFind(BTNode* root, BTDataType x)
{
    if (root == NULL)
        return NULL;

    if (root->val == x)
        return root;
    
    BTNode*left=BinaryTreeFind(root->left,x);
    if (left)
        return left;

    return BinaryTreeFind(root->right,x);
}

进阶题

完全二叉树的节点个数


地址:oj地址


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解题思路:

这道题仔细一看是不是和我们上面初阶那道:求二叉树的节点个数一样,那这题是完全二叉树的结点个数,那不是肯定能行么?那我们先试一试能不能过;
答案是: 过了;在这里插入图片描述

代码实现:

//完全二叉树的节点个数
int countNodes(struct TreeNode* root){
return root == NULL ? 0 : countNodes(root->left) + countNodes(root->right) + 1;
}

翻转二叉树


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解题思路:
可以看出,交换节点的左右子树即可;需要注意的是:返回的是节点本身,这要才能连带着其子节点交换过去;
在这里插入图片描述

//翻转二叉树
struct TreeNode* invertTree(struct TreeNode* root){
    if(root==NULL)
        return NULL;

    struct TreeNode*left=invertTree(root->left);
    struct TreeNode*right=invertTree(root->right);
    root->left=right;
    root->right=left;
    return root;
}

检验两个树是否相同


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解题思路:
两颗树完全相同,代表着其所有子节点值都相同,那就同时遍历两颗树,是两颗树的左子树和左子树进行比较,右子树和右子树进行比较,绝不能左子树和右子树进行比较;遍历到底时,如果两树的节点都指向NULL则代表相同就返回true;如果只有其中一个节点指向NULL则代表两个节点不同返回flase,当两个节点指向的都不是NULL,那就比较节点值,不同的则返回flase;最后的判断条件,只要两颗树都返回true,则代表两颗树相同;

代码实现:

bool isSameTree(struct TreeNode* p, struct TreeNode* q){
    //两个都为空
    if(p==NULL && q==NULL)
        return true;
    //其中一个为空
    if(p==NULL || q==NULL)
        return false;
    if(p->val!=q->val)
        return false;
    
    return isSameTree(p->left,q->left) &&
        isSameTree(p->right,q->right);
}

对称二叉树


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解题思路:
看一颗二叉树是否对称,完全可以以根节点当做是对称轴,然后比较根节点的左子树和右子树是否对称即可;简化为判断两棵树是否对称,这时候上面的一题:相同的树;很像,但不同的是对称,不是相同,所以我们需要变化一下,在相同的树的解题思路上,注意一点:他要比较的是一颗树的左子树和另一颗树的右子树进行比较,所以根据这点:

代码实现:

bool Cheak(struct TreeNode*q,struct TreeNode*p)
{
    //两个都为空
    if(p==NULL && q==NULL)
        return true;
    //其中一个为空
    if(p==NULL || q==NULL)
        return false;
    if(p->val!=q->val)
        return false;

    return Cheak(q->left,p->right) &&
        Cheak(q->right,p->left);
}

bool isSymmetric(struct TreeNode* root){
    struct TreeNode*left =root->left;
    struct TreeNode*right=root->right;

    return Cheak(left,right);
}

检验是否是其子树


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解题思路:
这题我们可以换个思路:找到root树中与subRoot树相同的根节点后,就比较这两颗树是否相同,如果都相同,则代表subRoot树是root树的子树;只要找到相同的树,就不需要再找了;

代码实现:

bool isSameTree(struct TreeNode* p, struct TreeNode* q){
    //两个都为空
    if(p==NULL && q==NULL)
        return true;
    //其中一个为空
    if(p==NULL || q==NULL)
        return false;
    if(p->val!=q->val)
        return false;
    
    return isSameTree(p->left,q->left) &&
        isSameTree(p->right,q->right);
}

bool isSubtree(struct TreeNode* root, struct TreeNode* subRoot){

    if(root==NULL)
        return false;

    if(root->val==subRoot->val)
    {
        if(isSameTree(root,subRoot))
            return true;
    }
    return isSubtree(root->left,subRoot)||isSubtree(root->right,subRoot);
}

总结


到了最后:感谢支持

我还想告诉你的是:
------------对过程全力以赴,对结果淡然处之
也是对我自己讲的

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