第六部分:深度优先搜索
104.二叉树的最大深度(简单)
题目: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。
示例 1:
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
第一种思路:
感觉递归的思路已经深入骨髓了,虽然使用不是非常流畅,但是慢慢有感觉了。
叶子节点检查:
首先检查当前节点的左右子节点是否都为
null
。如果是,说明当前节点是叶子节点,返回1
,表示深度为1
。单子节点检查:
如果右子节点为
null
,则递归调用maxDepth
计算左子树的深度,并在结果上加1
。如果左子节点为
null
,则递归调用maxDepth
计算右子树的深度,并在结果上加1
。递归深度计算:
如果左右子节点都存在,函数会分别调用
maxDepth
计算左右子树的深度,并返回1
加上两个深度中的最大值。但是仅仅到这里就会出现空指针异常(测试后才发现,属于是粗心了)
按上面思路的代码漏了root为NULL的情况,代码如下:
class Solution { public int maxDepth(TreeNode root) { //一开始漏了这种情况:if(root==null) return 0; if(root.left==null && root.right==null) return 1; else if(root.right==null) return 1 + maxDepth(root.left); else if(root.left==null) return 1 + maxDepth(root.right); else return 1 + Math.max(maxDepth(root.left),maxDepth(root.right)); } }在加上root==null的情况后,代码也就可以简化了。
整体思路:
基本情况:
首先检查
root
是否为null
。如果是,说明树是空的,返回0
,表示深度为0
。递归调用:
如果当前节点不为空,函数会递归调用
maxDepth
方法来计算左子树和右子树的深度。
maxDepth(root.left)
计算左子树的深度,maxDepth(root.right)
计算右子树的深度。深度计算:
使用
Math.max
函数来获取左子树和右子树深度中的最大值。最后,返回
1 +
最大深度,1
表示当前节点的深度。
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
// 计算二叉树的最大深度
public int maxDepth(TreeNode root) {
// 如果当前节点为空,返回深度为0
if (root == null) {
return 0;
}
// 递归计算左子树和右子树的深度,取最大值并加1(当前节点)
return 1 + Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right));
}
}
100.相同的树(简单)
题目:给你两棵二叉树的根节点 p
和 q
,编写一个函数来检验这两棵树是否相同。
如果两个树在结构上相同,并且节点具有相同的值,则认为它们是相同的。
示例 1:
输入:p = [1,2,3], q = [1,2,3] 输出:true
示例 2:
输入:p = [1,2], q = [1,null,2] 输出:false
第一种思路:
相同的树?很容易想到的是直接将树中的值读出来然后一一比较,唯一的问题是,当某一节点有右子树而没有左子树时,可能会产生错误,所以可以将这一NULL值用某一特定值代替,然后注意到,这两棵树节点值:
-104 <= Node.val <= 104
,所以我就设置为了10001。
isSameTree 方法:
该方法用于判断两棵二叉树是否相同。
首先调用
valueOfTree
方法获取两棵树的节点值列表list1
和list2
。计算两棵树中较长的列表长度
leng
。遍历较长的列表,逐个比较对应位置的值。如果发现任何一个位置的值不相等,立即返回
false
。如果所有值都相等,返回
true
。valueOfTree 方法:
该方法用于将二叉树的节点值存储到列表中。
如果当前节点为空,添加一个特殊值(
10001
)表示空节点。如果当前节点不为空,首先添加当前节点的值,然后递归调用自身以添加左子树和右子树的节点值。
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val; // 节点的值
* TreeNode left; // 左子节点
* TreeNode right; // 右子节点
* TreeNode() {} // 默认构造函数
* TreeNode(int val) { this.val = val; } // 带值的构造函数
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) { // 带值和子节点的构造函数
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
// 判断两棵二叉树是否相同
public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
// 获取两棵树的节点值列表
List<Integer> list1 = valueOfTree(p);
List<Integer> list2 = valueOfTree(q);
// 取两棵树中较长的列表长度
int leng = Math.max(list1.size(), list2.size());
// 遍历较长的列表,比较对应位置的值
for (int i = 0; i < leng; i++) {
// 如果某个位置的值不相等,返回 false
if (!list1.get(i).equals(list2.get(i))) {
return false;
}
}
// 如果所有值都相等,返回 true
return true;
}
// 将二叉树的节点值存储到列表中
public List<Integer> valueOfTree(TreeNode root) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
// 如果当前节点为空,添加一个特殊值(10001)表示空节点
if (root == null) {
list.add(10001);
return list;
}
// 添加当前节点的值
list.add(root.val);
// 递归添加左子树和右子树的节点值
list.addAll(valueOfTree(root.left));
list.addAll(valueOfTree(root.right));
return list;
}
}
该实现的时间复杂度为 O(n),其中 n 是树中节点的数量,因为每个节点都被访问一次。空间复杂度也是 O(n),用于存储节点值的列表。
第二种思路:
基准情况:
如果两个节点都为空(
p == null && q == null
),则返回true
,表示这部分树是相同的。如果一个节点为空而另一个节点不为空(
p == null || q == null
),则返回false
,表示这部分树不同。如果两个节点的值不相等(
p.val != q.val
),则返回false
,表示这部分树不同。递归情况:
如果以上条件都不满足,说明当前节点的值相等,接下来递归比较左子树和右子树。
使用逻辑与(
&&
)运算符,只有当左子树和右子树都相同时,才返回true
。
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val; // 节点的值
* TreeNode left; // 左子节点
* TreeNode right; // 右子节点
* TreeNode() {} // 默认构造函数
* TreeNode(int val) { this.val = val; } // 带值的构造函数
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) { // 带值和子节点的构造函数
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
class Solution {
// 判断两棵二叉树是否相同
public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
// 如果两个节点都为空,返回 true(两棵树相同)
if (p == null && q == null) {
return true;
}
// 如果一个节点为空,另一个节点不为空,返回 false(两棵树不同)
else if (p == null || q == null) {
return false;
}
// 如果两个节点的值不相等,返回 false(两棵树不同)
else if (p.val != q.val) {
return false;
}
// 递归比较左子树和右子树
else {
return isSameTree(p.left, q.left) && isSameTree(p.right, q.right);
}
}
}