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102. 二叉树的层序遍历
给你二叉树的根节点 root
,返回其节点值的 层序遍历 。 (即逐层地,从左到右访问所有节点)。
示例 1:
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7] 输出:[[3],[9,20],[15,7]]
示例 2:
输入:root = [1] 输出:[[1]]
示例 3:
输入:root = [] 输出:[]
提示:
- 树中节点数目在范围
[0, 2000]
内 -1000 <= Node.val <= 1000
思路:层序遍历需要依靠队列实现,队列先进先出,符合一层一层遍历的逻辑,同时还需要一个变量专门记录每层结点的个数
/*** 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 {public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {List<List<Integer>> result= new LinkedList<>();Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();if(root!=null){queue.offer(root);}while(queue.size()>0){int len = queue.size();//记录当层在节点个数LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();//存放当前层个数while(len-->0){TreeNode cur = queue.poll();list.add(cur.val);if(cur.left!=null){queue.offer(cur.left);}if(cur.right!=null){queue.offer(cur.right);}}result.add(list);}return result;}
}
以下题目都可以用层序遍历解决
107. 二叉树的层序遍历 II
给你二叉树的根节点 root
,返回其节点值 自底向上的层序遍历 。 (即按从叶子节点所在层到根节点所在的层,逐层从左向右遍历)
示例 1:
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7] 输出:[[15,7],[9,20],[3]]
示例 2:
输入:root = [1] 输出:[[1]]
示例 3:
输入:root = [] 输出:[]
提示:
- 树中节点数目在范围
[0, 2000]
内 -1000 <= Node.val <= 1000
思路:将层序遍历的结果翻转即可
/*** 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 {public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {List<List<Integer>> result = new LinkedList<>();Queue<TreeNode> quque = new LinkedList<>();if(root!=null){quque.offer(root);}while(quque.size()>0){int len = quque.size();LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();while(len-->0){TreeNode temp=quque.poll();list.add(temp.val);if(temp.left!=null){quque.offer(temp.left);}if(temp.right!=null){ quque.offer(temp.right); }}result.add(list);}Collections.reverse(result);return result;}
}
199. 二叉树的右视图
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
思路:将每层遍历的最后一个值加入结果集中即可
/*** 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 {public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {List<Integer> result = new LinkedList<>();Queue<TreeNode> quque = new LinkedList<>();if(root!=null){quque.offer(root);}while(quque.size()>0){int len = quque.size();TreeNode temp=null;while(len-->0){temp=quque.poll();if(temp.left!=null){quque.offer(temp.left);}if(temp.right!=null){ quque.offer(temp.right); }}result.add(temp.val);}return result;}
}
637. 二叉树的层平均值
给定一个非空二叉树的根节点 root
, 以数组的形式返回每一层节点的平均值。与实际答案相差 10-5
以内的答案可以被接受。
示例 1:
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7] 输出:[3.00000,14.50000,11.00000] 解释:第 0 层的平均值为 3,第 1 层的平均值为 14.5,第 2 层的平均值为 11 。 因此返回 [3, 14.5, 11] 。
示例 2:
输入:root = [3,9,20,15,7] 输出:[3.00000,14.50000,11.00000]
提示:
- 树中节点数量在
[1, 104]
范围内 -231 <= Node.val <= 231 - 1
思路:求出每层的个数和结点val值之和
/*** 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 {public List<Double> averageOfLevels(TreeNode root) {List<Double> result= new LinkedList<>();Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();if(root!=null){queue.offer(root);}while(queue.size()>0){int len = queue.size();//记录当层在节点个数long sums=0;for(int i=0;i<len;i++){TreeNode cur = queue.poll();sums+=cur.val;if(cur.left!=null){queue.offer(cur.left);}if(cur.right!=null){queue.offer(cur.right);}}result.add(sums*1.0/len);}return result;}
}
429. N 叉树的层序遍历
给定一个 N 叉树,返回其节点值的层序遍历。(即从左到右,逐层遍历)。
树的序列化输入是用层序遍历,每组子节点都由 null 值分隔(参见示例)。
示例 1:
输入:root = [1,null,3,2,4,null,5,6] 输出:[[1],[3,2,4],[5,6]]
示例 2:
输入:root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14] 输出:[[1],[2,3,4,5],[6,7,8,9,10],[11,12,13],[14]]
提示:
- 树的高度不会超过
1000
- 树的节点总数在
[0, 104]
之间
思路:之前是左右孩子遍历,现在是将左右孩子换成集合
/*
// Definition for a Node.
class Node {public int val;public List<Node> children;public Node() {}public Node(int _val) {val = _val;}public Node(int _val, List<Node> _children) {val = _val;children = _children;}
};
*/class Solution {public List<List<Integer>> levelOrder(Node root) {List<List<Integer>> list=new ArrayList<>();if(root==null){return list;}Queue<Node> myQueue=new LinkedList<>();Node cur=root;myQueue.offer(cur);while(!myQueue.isEmpty()){List<Integer>list1=new ArrayList<>();
//队列中存放着上一层的所有结点
//len记录上一层所有结点的个数int len=myQueue.size();while(len-->0){Node temp=myQueue.poll();list1.add(temp.val);for(int i=0;i<temp.children.size();i++){myQueue.offer(temp.children.get(i));}}list.add(list1);}return list;}
}
515. 在每个树行中找最大值
给定一棵二叉树的根节点 root
,请找出该二叉树中每一层的最大值。
示例1:
输入: root = [1,3,2,5,3,null,9] 输出: [1,3,9]
示例2:
输入: root = [1,2,3] 输出: [1,3]
提示:
- 二叉树的节点个数的范围是
[0,104]
-231 <= Node.val <= 231 - 1
/*** 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 {public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {List<Integer> list=new ArrayList<>();if(root==null){return list;}Queue<TreeNode> myQueue=new LinkedList<>();TreeNode cur=root;myQueue.offer(cur);while(!myQueue.isEmpty()){
//队列中存放着上一层的所有结点
//len记录上一层所有结点的个数int len=myQueue.size();int maxx=Integer.MIN_VALUE;while(len-->0){TreeNode temp=myQueue.poll();maxx=Math.max(maxx,temp.val);if(temp.left!=null){myQueue.offer(temp.left);}if(temp.right!=null){myQueue.offer(temp.right);}}list.add(maxx);}
return list;}
}
116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针
给定一个 完美二叉树 ,其所有叶子节点都在同一层,每个父节点都有两个子节点。二叉树定义如下:
struct Node {int val;Node *left;Node *right;Node *next; }
填充它的每个 next 指针,让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点,则将 next 指针设置为 NULL
。
初始状态下,所有 next 指针都被设置为 NULL
。
示例 1:
输入:root = [1,2,3,4,5,6,7] 输出:[1,#,2,3,#,4,5,6,7,#] 解释:给定二叉树如图 A 所示,你的函数应该填充它的每个 next 指针,以指向其下一个右侧节点,如图 B 所示。序列化的输出按层序遍历排列,同一层节点由 next 指针连接,'#' 标志着每一层的结束。
示例 2:
输入:root = [] 输出:[]
提示:
- 树中节点的数量在
[0, 212 - 1]
范围内 -1000 <= node.val <= 1000
进阶:
- 你只能使用常量级额外空间。
- 使用递归解题也符合要求,本题中递归程序占用的栈空间不算做额外的空间复杂度。
/*
// Definition for a Node.
class Node {public int val;public Node left;public Node right;public Node next;public Node() {}public Node(int _val) {val = _val;}public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {val = _val;left = _left;right = _right;next = _next;}
};
*/class Solution {public Node connect(Node root) {Queue<Node> queue = new LinkedList<>();if(root!=null){queue.offer(root);}while(queue.size()>0){int len = queue.size();//记录当层在节点个数while(len-->0){Node cur = queue.poll();if(len>0){cur.next=queue.peek();}else{cur.next=null;}if(cur.left!=null){queue.offer(cur.left);}if(cur.right!=null){queue.offer(cur.right);}}}return root;}
}
117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II
给定一个二叉树:
struct Node {int val;Node *left;Node *right;Node *next; }
填充它的每个 next 指针,让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点,则将 next 指针设置为 NULL
。
初始状态下,所有 next 指针都被设置为 NULL
。
示例 1:
输入:root = [1,2,3,4,5,null,7] 输出:[1,#,2,3,#,4,5,7,#] 解释:给定二叉树如图 A 所示,你的函数应该填充它的每个 next 指针,以指向其下一个右侧节点,如图 B 所示。序列化输出按层序遍历顺序(由 next 指针连接),'#' 表示每层的末尾。
示例 2:
输入:root = [] 输出:[]
提示:
- 树中的节点数在范围
[0, 6000]
内 -100 <= Node.val <= 100
Queue<Node> queue = new LinkedList<>();if(root!=null){queue.offer(root);}while(queue.size()>0){int len = queue.size();//记录当层在节点个数while(len-->0){Node cur = queue.poll();if(len>0){cur.next=queue.peek();}else{cur.next=null;}if(cur.left!=null){queue.offer(cur.left);}if(cur.right!=null){queue.offer(cur.right);}}}return root;
104. 二叉树的最大深度
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
提示:
- 树中节点的数量在
[0, 104]
区间内。 -100 <= Node.val <= 100
/*** 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 {public int maxDepth(TreeNode root) {int length=0;if(root==null){return length;}Queue<TreeNode> myQueue=new LinkedList<>();TreeNode cur=root;myQueue.offer(cur);while(!myQueue.isEmpty()){
//队列中存放着上一层的所有结点
//len记录上一层所有结点的个数int len=myQueue.size();while(len-->0){TreeNode temp=myQueue.poll();;if(temp.left!=null){myQueue.offer(temp.left);}if(temp.right!=null){myQueue.offer(temp.right);}}length++;}return length;}
}
111. 二叉树的最小深度
给定一个二叉树,找出其最小深度。
最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。
说明:叶子节点是指没有子节点的节点。
示例 1:
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7] 输出:2
示例 2:
输入:root = [2,null,3,null,4,null,5,null,6] 输出:5
提示:
- 树中节点数的范围在
[0, 105]
内 -1000 <= Node.val <= 1000
/*** 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 {public int minDepth(TreeNode root) {int length=0;if(root==null){return length;}Queue<TreeNode> myQueue=new LinkedList<>();TreeNode cur=root;myQueue.offer(cur);while(!myQueue.isEmpty()){List<Integer>list1=new ArrayList<>();//队列中存放着上一层的所有结点//len记录上一层所有结点的个数int len=myQueue.size();while(len-->0){TreeNode temp=myQueue.poll();list1.add(temp.val);if(temp.left==null&&temp.right==null){return length+1;}if(temp.left!=null){myQueue.offer(temp.left);}if(temp.right!=null){myQueue.offer(temp.right);}}length++;}return length;}
}
226. 翻转二叉树
给你一棵二叉树的根节点 root
,翻转这棵二叉树,并返回其根节点。
示例 1:
输入:root = [4,2,7,1,3,6,9] 输出:[4,7,2,9,6,3,1]
示例 2:
输入:root = [2,1,3] 输出:[2,3,1]
示例 3:
输入:root = [] 输出:[]
提示:
- 树中节点数目范围在
[0, 100]
内 -100 <= Node.val <= 100
思路:后序遍历,翻转子节点后翻转当前结点
/*** 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 {public TreeNode invertTree(TreeNode root) {reverse(root);return root;}public void reverse(TreeNode root){if(root==null) return;reverse(root.left);reverse(root.right);TreeNode left=root.left;TreeNode right=root.right;TreeNode temp =left;root.left=root.right;root.right=temp;}
}
101. 对称二叉树
给你一个二叉树的根节点 root
, 检查它是否轴对称。
示例 1:
输入:root = [1,2,2,3,4,4,3] 输出:true
示例 2:
输入:root = [1,2,2,null,3,null,3] 输出:false
提示:
- 树中节点数目在范围
[1, 1000]
内 -100 <= Node.val <= 100
进阶:你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题吗?
1.确定传递参数
比较两颗树是否对称,传入两棵树的指针,返回值自然是bool类型。
2.确定终止条件
- 左节点为空,右节点不为空,return false
- 左不为空,右为空 return false
- 左右都为空,对称,返回true
- 左右都不为空,比较节点数值,不相同就return false
3.确定单层递归的逻辑
- 比较二叉树外侧是否对称:传入的是左节点的左孩子,右节点的右孩子。
- 比较内侧是否对称,传入左节点的右孩子,右节点的左孩子
- 如果左右都对称就返回true ,有一侧不对称就返回false 。
/*** 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 {public boolean isSymmetric(TreeNode root) {if(root==null) return true;return travel(root.left,root.right);}public boolean travel(TreeNode left,TreeNode right){if(left == null&&right==null){return true;}if(left==null&&right!=null){return false;}if(left!=null&&right==null){return false;}if(left !=null&&right!=null){if(left.val!=right.val){return false;}boolean t1=travel(left.right,right.left);boolean t2=travel(left.left,right.right);return t1&&t2;}return false;}
}