代码随想录刷题题Day14

刷题的第十四天，希望自己能够不断坚持下去，迎来蜕变。😀😀😀
刷题语言：C++
Day14 任务
● 110.平衡二叉树
● 257. 二叉树的所有路径
● 404.左叶子之和

1 平衡二叉树

在这里插入图片描述

二叉树节点的深度：指从根节点到该节点的最长简单路径边的条数
二叉树节点的高度：指从该节点到叶子节点的最长简单路径边的条数

思路：
递归法
（1）明确递归函数的参数和返回值
参数：当前传入节点。返回值：以当前传入节点为根节点的树的高度。

如果已经不是二叉平衡树了，可以返回-1 来标记已经不符合平衡树的规则了

// -1 表示已经不是平衡二叉树了，否则返回值是以该节点为根节点树的高度
int getHeight(TreeNode* node)

（2）明确终止条件：遇到空节点了为终止，返回0，表示当前节点为根节点的树高度为0

if (node == NULL) return 0;

（3）明确单层递归的逻辑

判断当前传入节点为根节点的二叉树是否是平衡二叉树?
左子树高度和其右子树高度的差值

分别求出其左右子树的高度，然后如果差值小于等于1，则返回当前二叉树的高度，否则返回-1，表示已经不是二叉平衡树了

int leftHeight = getHeight(node->left); // 左
if (leftHeight == -1) return -1;
int rightHeight = getHeight(node->right); // 右
if (rightHeight == -1) return -1;
int result;
if (abs(leftHeight - rightHeight) > 1)
{result = -1;
}
else
{result = 1 + max(leftHeight, rightHeight);
}
return result;

递归的函数传入节点指针，返回以该节点为根节点的二叉树的高度，如果不是二叉平衡树，则返回-1

求深度适合用前序遍历，而求高度适合用后序遍历
C++：
后序遍历

class Solution {
public:// 返回以该节点为根节点的二叉树的高度，如果不是平衡二叉树了则返回-1int getHeight(TreeNode* node){if (node == NULL) return 0;int leftHeight = getHeight(node->left);if (leftHeight == -1) return -1;int rightHeight = getHeight(node->right);if (rightHeight == -1) return -1;int result;if (abs(leftHeight - rightHeight) > 1) result = -1;else{result = 1 + max(leftHeight, rightHeight);}return result;}bool isBalanced(TreeNode* root) {return getHeight(root) == -1 ? false : true;}
};

精简版本C++：

class Solution {
public:int getHeight(TreeNode* node){if (node == NULL) return 0;int leftHeight = getHeight(node->left);if (leftHeight == -1) return -1;int rightHeight = getHeight(node->right);if (rightHeight == -1) return -1;int result;return abs(leftHeight - rightHeight) > 1 ? -1 : 1 + max(leftHeight, rightHeight);}bool isBalanced(TreeNode* root) {return getHeight(root) == -1 ? false : true;}
};

2 二叉树的所有路径

在这里插入图片描述
思路：

本道题要求根节点到叶子的路径，需要前序遍历，方便父节点指向孩子节点，找到对应的路径。

在这里插入图片描述
递归法：
（1）递归函数参数和返回值
参数：根节点、记录每一条路径的path、存放结果集的result。这里递归不需要返回值

void traversal(TreeNode* node, vector<int>& path, vector<string>& result)

（2）确定递归终止条件

本题要找到叶子节点，就开始结束的处理逻辑了（把路径放进result里）
找到叶子节点：当node不为空，左右孩子都为空的时候

if (node->left == NULL && node->right == NULL) {//终止处理逻辑
}

终止处理的逻辑:

用vector 结构path来记录路径，把vector 结构的path转为string格式，再把这个string 放进 result里。

使用vector 结构来记录路径，是因为在下面处理单层递归逻辑的时候，要做回溯，使用vector方便来做回溯

// 遇到叶子节点
if (node->left == NULL && node->right == NULL) {//终止处理逻辑string sPath;for (int i = 0; i < path.size() - 1; i++)// 将path里记录的路径转为string格式{sPath += to_string(path[i]);sPath += "->";}sPath += to_string(path[path.size() - 1]);// 记录最后一个节点（叶子节点）result.push_back(sPath);return;
}

（3）确定单层递归逻辑

前序遍历，需要先处理中间节点，中间节点就是要记录路径上的节点，先放进path中
然后是递归和回溯的过程，上面说过没有判断node是否为空，那么在这里递归的时候，如果为空就不进行下一层递归了。
递归完，要做回溯，因为path 不能一直加入节点，它还要删节点，然后才能加入新的节点。

回溯和递归是一一对应的，有一个递归，就要有一个回溯

if (node->left)
{traversal(node->left, path, result);path.pop_back();// 回溯
}
if (node->right)
{traversal(node->right, path, result);path.pop_back();// 回溯
}

C++：

class Solution {
public:void traversal(TreeNode* node, vector<int>& path, vector<string>& result){path.push_back(node->val);// 中 最后一个节点也要加入到path中if (node->left == NULL && node->right == NULL){string sPath;for (int i = 0; i < path.size() - 1; i++){sPath += to_string(path[i]);sPath += "->";}sPath += to_string(path[path.size() - 1]);result.push_back(sPath);}if (node->left)// 左 {traversal(node->left, path, result);path.pop_back();// 回溯}if (node->right)// 右{traversal(node->right, path, result);path.pop_back();// 回溯}}vector<string> binaryTreePaths(TreeNode* root) {vector<int> path;vector<string> result;if (root == NULL) return result;traversal(root, path, result);return result;}
};

精简版本C++：

class Solution {
public:void traversal(TreeNode* node, string path, vector<string>& result){path += to_string(node->val); // 中if (node->left == NULL && node->right == NULL) {result.push_back(path);return;}if (node->left) traversal(node->left, path + "->", result); // 左if (node->right) traversal(node->right, path + "->", result); // 右}vector<string> binaryTreePaths(TreeNode* root) {vector<string> result;string path;if (root == NULL) return result;traversal(root, path, result);return result;}
};

vector类型的path，不管每次路径收集的数字是几位数，总之一定是int，所以就一次 pop_back就可以

3 左叶子之和

在这里插入图片描述
思路：

注意是判断左叶子，不是二叉树左侧节点，所以不要上来想着层序遍历。
左叶子：节点A的左孩子不为空，且左孩子的左右孩子都为空（说明是叶子节点），那么A节点的左孩子为左叶子节点

在这里插入图片描述
该左叶子之和为0，因为这棵树根本没有左叶子！

如果该节点的左节点不为空，该节点的左节点的左节点为空，该节点的左节点的右节点为空，则找到了一个左叶子

if (node->left != NULL && node->left->left == NULL && node->left->right == NULL)
{左叶子节点处理逻辑
}

递归法：
递归的遍历顺序为后序遍历（左右中），需要通过递归函数的返回值累加求取左叶子数值之和
（1）确定递归函数的参数和返回值

判断一个树的左叶子节点之和，那么一定要传入树的根节点，递归函数的返回值为数值之和，所以为int

（2）确定终止条件
遍历到空节点，那么左叶子值一定是0

if (root == NULL) return 0;

只有当前遍历的节点是父节点，才能判断其子节点是不是左叶子。所以如果当前遍历的节点是叶子节点，那其左叶子也必定是0

if (root == NULL) return 0;
if (root->left == NULL && root->right == NULL) return 0;

（3）确定单层递归的逻辑

当遇到左叶子节点的时候，记录数值，然后通过递归求取左子树左叶子之和，和右子树左叶子之和，相加便是整个树的左叶子之和

int leftNum = sumOfLeftLeaves(root->left);    // 左
if (root->left != NULL && root->left->left == NULL && root->left->right)
{leftNum = root->left->val;
}
int rightNum = sumOfLeftLeaves(root->right);  // 右
int sum = leftNum + rightNum;// 中
return sum;

C++：

class Solution {
public:int sumOfLeftLeaves(TreeNode* root) {if (root == NULL) return 0;if (root->left == NULL && root->right == NULL) return 0;int leftNum = sumOfLeftLeaves(root->left);// 左if (root->left != NULL && root->left->left == NULL && root->left->right == NULL)// 左子树就是一个左叶子的情况{leftNum = root->left->val;}int rightNum = sumOfLeftLeaves(root->right);// 右int sum = leftNum + rightNum;// 中return sum;}
};

精简C++：

class Solution {
public:int sumOfLeftLeaves(TreeNode* root) {if (root == NULL) return 0;int leftValue = 0;if (root->left != NULL && root->left->left == NULL && root->left->right == NULL) {leftValue = root->left->val;}return leftValue + sumOfLeftLeaves(root->left) + sumOfLeftLeaves(root->right);}
};