LeetCode题练习与总结：二叉树的右视图--199

news2024/11/15 1:43:44

一、题目描述

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:

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

二、解题思路

使用广度优先搜索（BFS）遍历二叉树，从上到下、从左到右进行遍历。
在每一层遍历中，取最右侧的节点值，将其添加到结果列表中。
返回结果列表。

三、具体代码

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;

class Solution {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        // 结果列表
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        // 如果根节点为空，直接返回空列表
        if (root == null) {
            return res;
        }
        // 使用队列实现广度优先搜索
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);

        while (!queue.isEmpty()) {
            // 每一层的节点数量
            int size = queue.size();
            // 遍历当前层的所有节点
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeNode node = queue.poll();
                // 如果是当前层的最后一个节点，将其值添加到结果列表
                if (i == size - 1) {
                    res.add(node.val);
                }
                // 将左子节点加入队列
                if (node.left != null) {
                    queue.offer(node.left);
                }
                // 将右子节点加入队列
                if (node.right != null) {
                    queue.offer(node.right);
                }
            }
        }
        return res;
    }
}

四、时间复杂度和空间复杂度

1. 时间复杂度

广度优先搜索（BFS）会遍历二叉树中的每个节点一次。
对于每个节点，将其添加到队列和从队列中移除的操作是常数时间的，即 O(1)。
在每一层，我们需要遍历所有节点，所以对于每个节点，我们最多会执行两次 O(1) 的操作（添加其左右子节点到队列）。
假设二叉树有 n 个节点，则总的时间复杂度为 O(n)，因为每个节点都只被访问一次。

因此，时间复杂度为 O(n)，其中 n 是二叉树中的节点数量。

2. 空间复杂度

队列中最多会存储二叉树的一层节点，在最坏的情况下，这一层可能有 n/2 个节点（完全二叉树的最底层）。
结果列表 res 最多会存储二叉树的高度 h 个节点，其中 h 是二叉树的高度。
在最坏的情况下，二叉树可能退化成一个链表，此时队列和结果列表的空间复杂度都是 O(n)。

因此，空间复杂度为 O(n)，其中 n 是二叉树中的节点数量。

五、总结知识点

类定义：
- class Solution 定义了一个名为 Solution 的类。
成员方法：
- public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) 定义了一个公共方法，返回类型为 List<Integer>，接收一个 TreeNode 类型的参数。
数据结构：
- List<Integer>：一个泛型接口，用于存储整数列表。
- Queue<TreeNode>：一个泛型接口，用于实现队列数据结构，这里用于广度优先搜索。
- ArrayList：实现了 List 接口的可调整大小的数组列表。
- LinkedList：实现了 List 接口和 Queue 接口的链表。
条件语句：
- if (root == null)：检查根节点是否为空。
循环结构：
- while (!queue.isEmpty())：一个 while 循环，用于在队列不为空时持续执行。
队列操作：
- queue.offer(root)：将根节点添加到队列的末尾。
- queue.poll()：从队列的头部移除并返回元素。
- queue.size()：返回队列中的元素数量。
逻辑控制：
- for (int i = 0; i < size; i++)：一个 for 循环，用于遍历当前层的所有节点。
列表操作：
- res.add(node.val)：将元素添加到列表的末尾。
递归结构：
- 虽然代码中没有直接使用递归，但是 TreeNode 结构是递归定义的，每个 TreeNode 都可能有两个子节点。
节点访问：
- node.left 和 node.right：分别访问二叉树节点的左子节点和右子节点。
二叉树遍历：
- 使用广度优先搜索（BFS）来遍历二叉树，通过队列实现层序遍历。