【代码随想录】【算法训练营】【第20天】 [654]最大二叉树 [617]合并二叉树 [700]二叉搜索树中的搜索 [98]验证二叉搜索树

前言

思路及算法思维，指路代码随想录。
题目来自 LeetCode。

day 19，一个愉快的周日~
day 20，一个悲伤的周一~

题目详情

[654] 最大二叉树

题目描述

654 最大二叉树

解题思路

前提：构造二叉树
思路：寻找根节点，左子树范围、右子树范围递归构造子树。
重点：注意数组的范围，左闭右开。

代码实现

C语言

虚拟头节点

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/int maxFun(int *nums, int numsSize, int *max)
{int maxVal = INT_MIN;int loc = 0;for (int i = 0; i < numsSize; i++){if (nums[i] > maxVal){maxVal = nums[i];loc = i;}}*max = maxVal;return loc;
}void addNode(struct TreeNode **root, int *nums, int numsSize)
{if (numsSize == 0){return ;}// 寻找最大值做根节点int maxVal = 0;int maxLoc = maxFun(nums, numsSize, &maxVal);// 保存该值为根节点*root = (struct TreeNode *)malloc(sizeof(struct TreeNode));(*root)->val = maxVal;(*root)->left = NULL;(*root)->right = NULL;// 构造左子树addNode(&((*root)->left), nums, maxLoc);// 构造右子树addNode(&((*root)->right), nums + maxLoc + 1, numsSize - maxLoc - 1);return ;
}struct TreeNode* constructMaximumBinaryTree(int* nums, int numsSize) {if (numsSize == 0){return NULL;}struct TreeNode *root = NULL;addNode(&root, nums, numsSize);return root;
}

[617] 合并二叉树

题目描述

617 合并二叉树

解题思路

前提：合并二叉树
思路：二叉树位置重合时，结点值相加；位置仅有一个时，使用该结点，直接改变父节点的子节点的指针指向。
重点：注意结点不仅为非空的情况。

代码实现

C语言

先序遍历递归

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/void traversal(struct TreeNode **root1, struct TreeNode *root2)
{// 结点判空if (*root1 == NULL){*root1 = root2;return ;}if (root2 == NULL){return ;}// 两节点均不为空(*root1)->val += root2->val;// 遍历左右子树traversal(&((*root1)->left), root2->left);traversal(&((*root1)->right), root2->right);return ;
}struct TreeNode* mergeTrees(struct TreeNode* root1, struct TreeNode* root2) {traversal(&root1, root2);return root1;
}

层级遍历队列

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/struct TreeNode* mergeTrees(struct TreeNode* root1, struct TreeNode* root2) {// 判空if (root1 == NULL){return root2;}if (root2 == NULL){return root1;}// 层级遍历 队列struct TreeNode *queue[2000];int idx = 0;queue[idx++] = root1;queue[idx++] = root2;int start = 0;while (start < idx){struct TreeNode *curNode1 = queue[start++];struct TreeNode *curNode2 = queue[start++];curNode1->val += curNode2->val;// 判断左子树情况if ((curNode1->left == NULL) && (curNode2->left != NULL)){curNode1->left = curNode2->left;}else if ((curNode1->left != NULL) && (curNode2->left != NULL)){queue[idx++] = curNode1->left;queue[idx++] = curNode2->left;}// 判断右子树情况if ((curNode1->right == NULL) && (curNode2->right != NULL)){curNode1->right = curNode2->right;}else if ((curNode1->right != NULL) && (curNode2->right != NULL)){queue[idx++] = curNode1->right;queue[idx++] = curNode2->right;}}return root1;
}

[700] 二叉搜索树中的搜索

题目描述

700 二叉搜索树中的搜索

解题思路

前提：二叉搜索树的搜索
思路：二叉搜索树的结点是有序的，先序序列数组是递增的。
重点：二叉搜索树的特点。

代码实现

C语言

先序遍历递归

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/struct TreeNode* searchBST(struct TreeNode* root, int val) {if (root == NULL){return NULL;}if (root->val == val){return root;}// 遍历左右子树struct TreeNode *ans = searchBST(root->left, val);if (ans == NULL){ans = searchBST(root->right, val);}return ans;
}

先序递归，平衡二叉树结点有序特性

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/struct TreeNode* searchBST(struct TreeNode* root, int val) {if ((root == NULL) || (root->val == val)){return root;}if (root->val > val){// 遍历左子树return searchBST(root->left, val);}else{// 遍历右子树return searchBST(root->right, val);}
}

[98] 验证二叉搜索树

题目描述

98 验证二叉搜索树

解题思路

前提：判断是否为二叉搜索树
思路：根据二叉搜索树的定义，可以递归判断该二叉树是否为二叉搜索树，可以中序遍历该树，看是否为递增数组。
重点：该树为二叉搜索树要求不仅仅是根节点值大于左子结点值、小于右子结点值，而是根节点大于左子树的最底层最右结点值、小于右子树的最底层最左结点值。

代码实现

C语言

中序遍历，遍历后判断递增

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/void traversal(struct TreeNode *root, int *nums, int *numsSize)
{if (root == NULL){return ;}// 中序遍历// 左traversal(root->left, nums, numsSize);// 中nums[(*numsSize)++] = root->val;// 右traversal(root->right, nums, numsSize);return ;
}bool isValidBST(struct TreeNode* root) {int nums[10000];int numsSize = 0;traversal(root, nums, &numsSize);for (int i = 1; i < numsSize; i++){if (nums[i] <= nums[i - 1]){return false;}}return true;
}

中序遍历，遍历时判断递增

保存当前遍历的节点的最大值，中序遍历中需要不断判断大于该值。
注意：不能使用全局变量，用例测试时不会重置全局变量。

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     struct TreeNode *left;*     struct TreeNode *right;* };*/
bool isValidBSTFun(struct TreeNode* root, long long *maxVal)
{// 判断空节点或者单节点if (root == NULL){return true;}// 左子树 小于bool ansLeft = isValidBSTFun(root->left, maxVal);// 中if (root->val <= *maxVal){return false;}else{*maxVal = root->val;}// 右子树 大于bool ansRight = isValidBSTFun(root->right, maxVal);return ((ansLeft) && (ansRight));
}bool isValidBST(struct TreeNode* root) {long long maxVal = LONG_MIN;return isValidBSTFun(root, &maxVal);
}