Leetcode[98][102] [107]python实现 二叉树
Leetcode[98][102] [107]python实现 二叉树
- 二叉树的特点
- 二叉树的遍历
- Leetcode (98) 验证二叉搜索树
- 题目
- 分析
- 代码
- 学习心得
- Leetcode (102) 二叉树的层次遍历
- 题目
- 分析
- 代码
- Leetcode (107) 二叉树的层次遍历 II
- 分析
- 代码
二叉树的特点
- 每个结点最多有两棵子树，所以二叉树中不存在度大于2的结点；
- 二叉树是有序的，其次序不能任意颠倒，即使树中某个结点只有一棵子树，也要区分它是左子树还是右子树。
- 二叉树的第 i 层上最多有2^(i-1)个结点
- 在一棵深度为 k 的二叉树中，最多有 2^k-1 个结点，最少有 k 个结点。
二叉树的遍历
- 前序遍历：若二叉树为空，则空操作返回；否则（1）访问根结点；（2）前序遍历根结点的左子树；（3）前序遍历根结点的右子树。
- 中序遍历：若二叉树为空，则空操作返回；否则（1）中序遍历根结点的左子树；（2）访问根结点；（3）中序遍历根结点的右子树。
- 后序遍历：若二叉树为空，则空操作返回；否则（1）后序遍历根结点的左子树；（2）后序遍历根结点的右子树；（3）访问根结点。
- 层次遍历
各个遍历的实现 -> 假期补上
Leetcode (98) 验证二叉搜索树
题目
给定一个二叉树，判断其是否是一个有效的二叉搜索树。
假设一个二叉搜索树具有如下特征：
节点的左子树只包含小于当前节点的数。
节点的右子树只包含大于当前节点的数。
所有左子树和右子树自身必须也是二叉搜索树。
分析
利用递归来做，考虑到原函数的形参列表未包含 min 和 max 来做递归，因此额外采用了一个 valid 函数，由上至下递归，往左走则 root 的值(root.val)比 max 值(root的右上角的值)要小；往右走则 root.val 比 min 值要大（root 的左上角的值），最终到最底层出现 root 为空，结束遍历，通过。
代码
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode(object):
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.left = None
# self.right = None
class Solution(object): # 48ms
def isValidBST(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: bool
"""
return self.valid(root, None, None)
def valid(self,root,min,max):
if root == None or root.val == None:
return True
if(min != None and root.val <= min) or (max != None and root.val >= max):
return False
return self.valid(root.left,min,root.val) and self.valid(root.right,root.val,max)
学习心得
学习到python类里面调用函数需要self.xxx来指定，而不能单纯xxx
回顾了使用递归思想来解决问题
Leetcode (102) 二叉树的层次遍历
题目
给定一个二叉树，返回其按层次遍历的节点值。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。
例如:
给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],
3
/\
9 20
/\
15 7
返回其层次遍历结果：
[
[3],
[9,20],
[15,7]
]
分析
法1：32ms
bfs广度优先搜索，通过遍历的方法，设立一个res列表用于存放结果，从上至下一层层的向下更新res，直到到达底部，即root为空。
法2：32ms
使用队列，若队列不为空，记下此时队列中的结点个数temp，temp个结点出队列的同时，记录结点值，并把结点的左右子结点加入队列。
代码
法一：
# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode(object):
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.left = None
# self.right = None
class Solution(object):
def levelOrder(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: List[List[int]]
"""
res = []
self.f1(root, 0,res)
return res
def f1(self, root, depth, res):
if root == None:
return
if len(res) < depth+1: #建立该层的空元素数组
res.append([])
res[depth].append(root.val) #将层中元素加入该数组中
self.f1(root.left, depth+1, res)
self.f1(root.right, depth+1, res)
法二：
class Solution(object):
def levelOrder(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: List[List[int]]
"""
queue = [root]
res = []
if not root:
return []
while queue:
templist = []
templen = len(queue)
for i in range(templen):
temp = queue.pop(0)
templist.append(temp.val)
if temp.left:
queue.append(temp.left)
if temp.right:
queue.append(temp.right)
res.append(templist)
return res
Leetcode (107) 二叉树的层次遍历 II
给定一个二叉树，返回其节点值自底向上的层次遍历。 （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）
例如：
给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]
3
/\
9 20
/\
15 7
返回其自底向上的层次遍历为：
[
[15,7],
[9,20],
[3]
]
分析
32ms
与上题 Leetcode (102)法2类似，只是最后加入res的时候从前边加入；也可使用reverse来翻转list
代码
class Solution(object):
def levelOrderBottom(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: List[List[int]]
"""
queue = [root]
res = []
if not root:
return []
while queue:
templist = []
templen = len(queue)
for i in range(templen):
temp = queue.pop(0)
templist.append(temp.val)
if temp.left:
queue.append(temp.left)
if temp.right:
queue.append(temp.right)
res = [templist] + res
return res
部分参考自：
https://blog.csdn.net/IT_job/article/details/80496324
https://blog.csdn.net/weixin_40314737/article/details/80942856
https://blog.csdn.net/weixin_44154393/article/details/85148623