算法力扣刷题记录三十八【二叉树的层次遍历应用一及二叉树构建】

news2024/9/23 1:32:06

前言

二叉树层序遍历应用题目。
记录三十八【二叉树的层次遍历应用一】
继续。

一、【107.二叉树的层次遍历 II】

题目

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值 自底向上的层序遍历。（即按从叶子节点所在层到根节点所在的层，逐层从左向右遍历）

示例 1：
在这里插入图片描述

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[[15,7],[9,20],[3]]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
-1000 <= Node.val <= 1000

思路

题目的意思是从底层逐步往上输出，相当于【102.二叉树的层序遍历】倒着输出。

那么reverse，从上到下的结果？加一句reverse(result.begin(),result.end());

代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     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:
    vector<vector<int>> levelOrderBottom(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> result;
        queue<TreeNode*> que;
        if(root != nullptr) que.push(root);
        while(!que.empty()){
            int size = que.size();	//在还没遍历这一层时，先把这一层的元素个数记录下来。
            vector<int> levelrecord;
            while(size--){	//边遍历边放入下一层元素。
                TreeNode* top = que.front();
                que.pop();
                if(top->left) que.push(top->left);
                if(top->right) que.push(top->right);
                levelrecord.push_back(top->val);
            }
            result.push_back(levelrecord);
        }
        reverse(result.begin(),result.end());	//新增一行
        return result;           
    }
};

二、【199.二叉树的右视图】

题目

给定一个二叉树的根节点 root，想象自己站在它的右侧，按照从顶部到底部的顺序，返回从右侧所能看到的节点值。

示例 1:
在这里插入图片描述
输入: [1,2,3,null,5,null,4]
输出: [1,3,4]
示例 2:

输入: [1,null,3]
输出: [1,3]

示例 3:

输入: []
输出: []

提示:

二叉树的节点个数的范围是 [0,100]
-100 <= Node.val <= 100

思路

（1）如果只从示例1，考虑右视图只看右孩子，右孩子的右孩子，……。这样如果右孩子为空，左孩子的右孩子也在右视图的范围内。不合理。
（2）仍然遍历每一层的节点，但是当该层的最后一个节点出去的时候，放到result中。

代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     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:
    vector<int> rightSideView(TreeNode* root) {
        vector<int> result;
        queue<TreeNode*> que;
        if(root != nullptr) que.push(root);
        while(!que.empty()){
            int size = que.size();
            while(size--){
                TreeNode* cur = que.front();
                que.pop();
                if(cur->left) que.push(cur->left);
                if(cur->right) que.push(cur->right);
                if(size == 0){
                    result.push_back(cur->val);
                }
            }
        }
        return result;
    }
};

参考思路链接
思路一致，不过参考代码用的循环时for而已。

三、【637.二叉树的层平均值】

题目

给定一个非空二叉树的根节点 root , 以数组的形式返回每一层节点的平均值。与实际答案相差 10^-5 以内的答案可以被接受。

示例 1：
在这里插入图片描述

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]
解释：第 0 层的平均值为 3,第 1 层的平均值为 14.5,第 2 层的平均值为 11 。
因此返回 [3, 14.5, 11] 。

示例 2:
在这里插入图片描述

输入：root = [3,9,20,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]

提示：

树中节点数量在 [1, 10^4] 范围内
-2^31 <= Node.val <= 2^31 - 1

思路

每层遍历后sum求和除以size。所以不能用while(size- -)循环，size会改变。改成for循环。

代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     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:
    vector<double> averageOfLevels(TreeNode* root) {
        vector<double> result;
        queue<TreeNode*> que;
        if(root != nullptr) que.push(root);
        while(!que.empty()){
            int size = que.size();
            double sum = 0;
            for(int i=0;i <size;i++){
                TreeNode* cur = que.front();
                que.pop();
                if(cur->left) que.push(cur->left);
                if(cur->right) que.push(cur->right);
                sum += cur->val;
            }
            result.push_back(sum/size); //不能用size--，while循环。不然此处的size发生改变。
        }
        return result;
    }
};

四、实现二叉树的结构

力扣题目输入root = [3,9,20,null,null,15,7]，代表构造一个二叉树。那么具体如何实现，力扣不考察。

但是就给定输入vector< string > root = [3,9,20,null,null,15,7]，实现二叉树的构造，这一函数练习一下。（相当于ACM模式下创建二叉树）

#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
//定义节点结构
struct TreeNode {
     int val;
     TreeNode *left;
     TreeNode *right;
     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 };
 //构造二叉树
TreeNode* createTree(vector<string> tree){
    queue<TreeNode*> que;
    if(tree.empty()) return nullptr;
   
    TreeNode* root = new TreeNode(stoi(tree[0]));
    que.push(root);
    int i = 0;
    while(!que.empty()){
        TreeNode* cur = que.front();
        que.pop();
        //创建左孩子
        if((2*i+1) < tree.size() && tree[2*i+1] != "null"){  
            TreeNode* leftchild = new TreeNode(stoi(tree[2*i+1]));
            que.push(leftchild);
            cur->left = leftchild;
        }
        //创建右孩子
        if((2*i+2) < tree.size() && tree[2*i+2] != "null"){
            TreeNode* rightchild = new TreeNode(stoi(tree[2*i+2]));
            que.push(rightchild);
            cur->right = rightchild;
        }
        i++;     
    }
    return root;
}

//销毁二叉树，用递归法，练习递归，走后序遍历的流程
void destoryTree(TreeNode* root){
    if(root == nullptr){
        return;
    }
    destoryTree(root->left);
    destoryTree(root->right);
    delete root;
}

int main(){
    vector<string> tree = {"3","9","20","null","null","15","7"};
    TreeNode* root = createTree(tree);
    
    destoryTree(root);
    return 0;
}