【Leetcode 662】二叉树最大宽度

给定一个二叉树，编写一个函数来获取这个树的最大宽度。树的宽度是所有层中的最大宽度。这个二叉树与满二叉树（full binary tree）结构相同，但一些节点为空。

每一层的宽度被定义为两个端点（该层最左和最右的非空节点，两端点间的null节点也计入长度）之间的长度。

解法一：宽度优先搜索

java版本

class Solution {
    public int widthOfBinaryTree(TreeNode root) {
        Queue<AnnotatedNode> queue = new LinkedList();
        queue.add(new AnnotatedNode(root, 0, 0));
        int curDepth = 0, left = 0, ans = 0;
        while (!queue.isEmpty()) {
            AnnotatedNode a = queue.poll();
            if (a.node != null) {
                queue.add(new AnnotatedNode(a.node.left, a.depth + 1, a.pos * 2));
                queue.add(new AnnotatedNode(a.node.right, a.depth + 1, a.pos * 2 + 1));
                if (curDepth != a.depth) {
                    curDepth = a.depth;
                    left = a.pos;
                }
                ans = Math.max(ans, a.pos - left + 1);
            }
        }
        return ans;
    }
}

class AnnotatedNode {
    TreeNode node;
    int depth, pos;
    AnnotatedNode(TreeNode n, int d, int p) {
        node = n;
        depth = d;
        pos = p;
    }
}

python版本

def widthOfBinaryTree(self, root):
    queue = [(root, 0, 0)]
    cur_depth = left = ans = 0
    for node, depth, pos in queue:
        if node:
            queue.append((node.left, depth+1, pos*2))
            queue.append((node.right, depth+1, pos*2 + 1))
            if cur_depth != depth:
                cur_depth = depth
                left = pos
            ans = max(pos - left + 1, ans)

    return ans

解法二：深度优先搜索

java版本

class Solution {
    int ans;
    Map<Integer, Integer> left;
    public int widthOfBinaryTree(TreeNode root) {
        ans = 0;
        left = new HashMap();
        dfs(root, 0, 0);
        return ans;
    }
    public void dfs(TreeNode root, int depth, int pos) {
        if (root == null) return;
        left.computeIfAbsent(depth, x-> pos);
        ans = Math.max(ans, pos - left.get(depth) + 1);
        dfs(root.left, depth + 1, 2 * pos);
        dfs(root.right, depth + 1, 2 * pos + 1);
    }
}

python版本

class Solution(object):
    def widthOfBinaryTree(self, root):
        self.ans = 0
        left = {}
        def dfs(node, depth = 0, pos = 0):
            if node:
                left.setdefault(depth, pos)
                self.ans = max(self.ans, pos - left[depth] + 1)
                dfs(node.left, depth + 1, pos * 2)
                dfs(node.right, depth + 1, pos * 2 + 1)

        dfs(root)
        return self.ans

参考链接
https://leetcode-cn.com/problems/maximum-width-of-binary-tree/solution/er-cha-shu-zui-da-kuan-du-by-leetcode/