华为OD机试 - 按照路径替换二叉树（Java 2024 C卷 200分）

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专栏导读

本专栏收录于《华为OD机试（JAVA）真题（A卷+B卷+C卷）》。

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一、题目描述

将一棵二叉树按照路径替换到另一棵二叉树中，得到一棵新的二叉树。替换动作满足如下条件：

子树的根节点完全替换根二叉树对应的节点
子树根节点下的子树完全保留
根二叉树的对应节点下的子树完全删除

二、输入描述

输入为三行

第一行：一个数组，表示根二叉树。二叉树的每个节点在1到9之间，包含1和9，空节点用0表示。

第二行：一个字符串，表示子二叉树根节点对应根二叉树的节点。如“/1/2”对应（每个节点不存在相同的子节点，即path对应的子树最多只有一个）。

第三行：一个数组表示子二叉树。二叉树的每个节点在1到9之间，包含1和9，空节点用0表示。

三、输出描述

一个数组，表示一个二叉树，逐层从左到右描述，为空的节点忽略（与输入不同）。

1、输入

[1,1,2,0,0,4,5]
/1/2
[5,3,0]

2、输出

[1,1,5,3]

四、解题思路

将每行的输入放入根二叉树数组arr1、子二叉树根节点对应根二叉树的节点数组arr2、子二叉树数组arr3；
根二叉树建树、子二叉树建树；
子二叉树根节点对应根二叉树的节点，进行子树替换；
如果子二叉树根节点对应根二叉树的节点只有1个，则完全替换，否则通过回溯替换子树；
遍历输出结果。

五、Java算法源码

public class Test02 {/*** [1,1,2,0,0,4,5]* /1/2* [5,3,0]*/public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);// 根二叉树String input1 = sc.nextLine();String[] inputArr1 = input1.substring(1, input1.length() - 1).split(",");// 根二叉树数组int[] arr1 = new int[inputArr1.length];for (int i = 0; i < inputArr1.length; i++) {arr1[i] = Integer.parseInt(inputArr1[i]);}// 子二叉树根节点对应根二叉树的节点 /1/2String input2 = sc.nextLine();String[] inputArr2 = input2.substring(1, input2.length()).split("/");int[] arr2 = new int[inputArr2.length];for (int i = 0; i < inputArr2.length; i++) {arr2[i] = Integer.parseInt(inputArr2[i]);}// 子二叉树String input3 = sc.nextLine();String[] inputArr3 = input3.substring(1, input3.length() - 1).split(",");// 子二叉树数组int[] arr3 = new int[inputArr3.length];for (int i = 0; i < inputArr3.length; i++) {arr3[i] = Integer.parseInt(inputArr3[i]);}// 根二叉树建树TreeNode treeNode1 = buildTree(arr1, 0);// 子二叉树建树TreeNode treeNode3 = buildTree(arr3, 0);// 子二叉树根节点对应根二叉树的节点，进行子树替换if (arr2.length > 1) {// 替换子树dfs(treeNode1, treeNode3, arr2, 1);} else {// 如果子二叉树根节点对应根二叉树的节点只有1个，则完全替换treeNode1 = treeNode3;}// 遍历输出结果Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();queue.add(treeNode1);String result = "[";while (!queue.isEmpty()) {TreeNode node = queue.poll();result = result + node.val + ",";if (node.left != null) {queue.add(node.left);}if (node.right != null) {queue.add(node.right);}}result = result.substring(0, result.length() - 1) + "]";System.out.println(result);}// 建树public static TreeNode buildTree(int[] nums, int index) {TreeNode newNode = null;if (index < nums.length) {// 0表示空节点，如果不是空节点，则构建树if (nums[index] != 0) {// 根节点newNode = new TreeNode(nums[index]);newNode.left = buildTree(nums, 2 * index + 1);newNode.right = buildTree(nums, 2 * index + 2);}}return newNode;}/*** 替换子树* @param treeNode1 根二叉树* @param treeNode3 子二叉树* @param arr2 子二叉树根节点对应根二叉树的节点* @param i*/public static void dfs(TreeNode treeNode1, TreeNode treeNode3, int[] arr2, int i) {// 替換到最后一位，终止替换if (i == arr2.length - 1) {if (treeNode1.left != null && treeNode1.left.val == arr2[i]) {treeNode1.left = treeNode3;return;} else if (treeNode1.right != null && treeNode1.right.val == arr2[i]) {treeNode1.right = treeNode3;return;}}// 替换子树if (treeNode1.left != null && treeNode1.left.val == arr2[i]) {dfs(treeNode1.left, treeNode3, arr2, i + 1);} else if (treeNode1.right != null && treeNode1.right.val == arr2[i]) {dfs(treeNode1.right, treeNode3, arr2, i + 1);}}/*** 二叉樹*/public static class TreeNode {int val;TreeNode left;TreeNode right;TreeNode(int val) {this.val = val;}}
}