【LeetCode】链式二叉树OJ题---C语言版

news2024/12/26 21:49:11

链式二叉树OJ题

  • 一、单值二叉树
    • （1）题目描述：
    • （2）思路表述：
    • （3）代码实现：
  • 二、二叉树最大深度
    • （1）题目描述：
    • （2）思路表述：
    • （3）代码实现：
  • 三、检查两颗树是否相同
    • （1）题目描述：
    • （2）思路表述：
    • （3）代码实现：
  • 四、二叉树的前序遍历
    • （1）题目描述：
    • （2）思路表述：
    • （3）代码实现：
  • 五、翻转二叉树
    • （1）题目描述：
    • （2）思路表述：
    • （3）代码实现：
  • 六、另一颗树的子树
    • （1）题目描述：
    • （2）思路表述：
    • （3）代码实现：
  • 七、二叉树的构建及遍历
    • （1）题目描述：
    • （2）思路表述：
    • （3）代码实现：

一、单值二叉树

（1）题目描述：

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在这里插入图片描述

（2）思路表述：

  1. 如果传回来是空节点，那么就返回真。
  2. 如果传过来只有一个节点，那么我们也返回真
  3. 首先我们应该先判断不相等的，因为相等的他肯定要递归嘛（最值得注意的是，你得先判断这个左/右子树，它存在不存在！只有左/右子树存在了，才能判断左/右子树中的值跟它的根节点是否相等。如果左子树不存在，我们都不需要判断它！如果左子树不存在，我们就直接访问空了，这样会报错的。）
  4. 如果以上的三种情况都不符合的话，我们就继续递归往下走。

（3）代码实现：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
bool isUnivalTree(struct TreeNode* root) 
{
    //1.如果传回来是空节点，那么就返回真。
   if(root==NULL)
   {
       return true;
   }
   //2.如果传过来只有一个节点，那么我们也返回真
   if(root->left==NULL&&root->right==NULL)
   {
       return true;
   }
   //3.首先我们应该先判断不相等的，因为相等的他肯定要递归嘛
   //最值得注意的是，你得先判断这个左/右子树，它存在不存在！只有左/右子树存在了，才能判断左/右子树中的值跟它的根节点是否相等。如果左子树不存在，我们都不需要判断它！如果左子树不存在，我们就直接访问空了，这样会报错的。
   if(root->left&&root->left->val!=root->val)
   {
       return false;
   }
   else if(root->right&&root->right->val!=root->val)
   {
       return false;
   }

    //4.如果以上的三种情况都不符合的话，我们就继续递归往下走。
   return isUnivalTree(root->left)&&isUnivalTree(root->right);

}

二、二叉树最大深度

（1）题目描述：

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在这里插入图片描述

（2）思路表述：

从根开始分别遍历左子树和右子树，取最大的就是整个树的最大深度

递归展开图理解：
在这里插入图片描述

（3）代码实现：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */

int maxDepth(struct TreeNode* root) 
{
    if(root==NULL)
    {
        return 0;
    }

    return fmax(maxDepth(root->left),maxDepth(root->right))+1;
}

三、检查两颗树是否相同

（1）题目描述：

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在这里插入图片描述

（2）思路表述：

1.如果两个二叉树都为空，则两个二叉树相同。
2.如果两个二叉树中有且只有一个为空，则两个二叉树一定不相同。

3.如果两个二叉树都不为空，那么首先判断它们的根节点的值是否相同，若不相同则两个二叉树一定不同，若相同，再分别判断两个二叉树的左子树是否相同以及右子树是否相同。这是一个递归的过程，因此可以使用深度优先搜索，递归地判断两个二叉树是否相同。

（3）代码实现：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
bool isSameTree(struct TreeNode* p, struct TreeNode* q) 
{
    //两个都为空
    if(p==NULL&&q==NULL)
    {
        return true;
    }
    //一个为空,一个不为空
    if(p==NULL||q==NULL)//if((p==NULL&&q!=NULL)||(p!=NULL&&q==NULL))
    {
        return false;
    }
    //两个都不为空
    //1.先判断不相等
    if(p->val!=q->val)
    {
        return false;
    }
    //2.如果相等
    return isSameTree(p->left,q->left)&&isSameTree(p->right,q->right);

}

四、二叉树的前序遍历

（1）题目描述：

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在这里插入图片描述

（2）思路表述：

  1. 创建一个刚好满足所有储存树的结点的数组空间大小
  2. 以前序的方式把树中的结点依次放入数组中

（3）代码实现：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
/**
 * Note: The returned array must be malloced, assume caller calls free().
 */

int TreeSize(struct TreeNode* root)
{
    return root==NULL?0:TreeSize(root->left)+TreeSize(root->right)+1;
}


void Prevorder(struct TreeNode* root,int* arr,int* i)
{
    if(root==NULL)
    {
        return;
    }
    arr[(*i)++]=root->val;
    Prevorder(root->left,arr,i);
    Prevorder(root->right,arr,i);
}

int* preorderTraversal(struct TreeNode* root, int* returnSize) 
{
    //1.创建一个刚好满足所有储存树的结点的数组空间大小
    int n=TreeSize(root);
    int* arr=(int*)malloc(sizeof(int)*n);

    int i=0;

    //2.以前序的方式把树中的结点依次放入数组中
    Prevorder(root,arr,&i);

    *returnSize=n;
    return arr;
}

五、翻转二叉树

（1）题目描述：

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在这里插入图片描述

（2）思路表述：

  1. 我们从根节点开始，递归地对树进行遍历，并从叶子节点先开始翻转
  2. 一直遍历到树的的叶子节点
  3. 如果当前遍历到的节点 root 的左右两棵子树都已经翻转，那么我们只需要交换两棵子树的位置，即可完成以 root 为根节点的整棵子树的翻转。

不理解的时候：就画递归展开图就行！

（3）代码实现：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */

 //不理解的时候：就画递归展开图就行！
struct TreeNode* invertTree(struct TreeNode* root) 
{
    if(root==NULL)
    {
        return NULL;
    }
    //我们从根节点开始，递归地对树进行遍历，并从叶子节点先开始翻转
    struct TreeNode* left=invertTree(root->left);//一直遍历到树的的叶子节点
    struct TreeNode* right=invertTree(root->right);

    root->left=right;
    root->right=left;


//如果当前遍历到的节点 root 的左右两棵子树都已经翻转，那么我们只需要交换两棵子树的位置，即可完成以 root 为根节点的整棵子树的翻转。

    return root;
   
}

六、另一颗树的子树

（1）题目描述：

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（2）思路表述：

  1. 如果root为NULL，我们就返回空：NULL

  2. 首先我们先判断刚开始的root和subroot的根相不相等？如果相等，然后再判断是否是相同的树

  3. 如果刚开始root->val!=subroot->val，不要着急!继续遍历root的左，右子树

（3）代码实现：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */

 bool isSameTree(struct TreeNode* p, struct TreeNode* q) 
{
    //两个都为空
    if(p==NULL&&q==NULL)
    {
        return true;
    }
    //一个为空,一个不为空
    if(p==NULL||q==NULL)//if((p==NULL&&q!=NULL)||(p!=NULL&&q==NULL))
    {
        return false;
    }
    //两个都不为空
    //1.先判断不相等
    if(p->val!=q->val)
    {
        return false;
    }
    //2.如果相等
    return isSameTree(p->left,q->left)&&isSameTree(p->right,q->right);

}

bool isSubtree(struct TreeNode* root, struct TreeNode* subRoot)
{
    if(root==NULL)
    {
        return false;
    }

    //2.首先我们先判断刚开始的root和subroot的根相不相等？如果相等，然后再判断是否是相同的树
    if(root->val==subRoot->val)
    {
        if(isSameTree(root,subRoot))
        {
            return true;
        }

        //return isSameTree(root,subRoot);不能这样写，因为如果这样写的话,可能root的下面可能有子树和传过来的subroot是相同的树，
        //但是你没有判断，直接return返回了，这样就有所欠缺!

        
    }
    //3.如果刚开始root->val!=subroot->val，不要着急!继续遍历root的左，右子树
    return isSubtree(root->left,subRoot)||isSubtree(root->right,subRoot);

}

七、二叉树的构建及遍历

（1）题目描述：

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（2）思路表述：

  1. 读入字符串
  2. 创建二叉树
  3. 中序打印二叉树

（3）代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct TreeNode {
    char val;
    struct TreeNode* left;
    struct TreeNode* right;
}TreeNode;

//MakeTree函数的意义在于将数组中的数据，以前序的方式创建一棵树
TreeNode* MakeTree(char* arr,int* n)
{
    if((arr[*n]=='#')||(arr[*n]=='\0'))
    {
        return NULL;
    }
    //我要将数组中的数据放入树中的前提：是我要先创造一个树。
    TreeNode* newtree=(TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode));
    newtree->val=arr[(*n)++];

    //newtree->left=MakeTree(arr,(*n)++);
    newtree->left=MakeTree(arr,n);
    (*n)++;
    newtree->right=MakeTree(arr,n);

    return newtree;
}

void InOrder(TreeNode* tree)
{
    if(tree==NULL)

    {
        return ;
    }
    InOrder(tree->left);
    printf("%c ",tree->val);
    InOrder(tree->right);
}

int main() {
    //int n = 0;
    //TreeSize(n);
    //int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
    //scanf("%s", arr);
    char arr[101];
    scanf("%s",arr);
    int n=0;
    //创建一个n,作为一个我创建树的时候的一个标记指针，如果遇到空或者结尾的时候会返回
    TreeNode* tree=MakeTree(arr,&n);

    InOrder(tree);
    return 0;
}

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