【leetCode 257】一道算法题延伸出的Java内存知识

原题链接如下：
257. 二叉树的所有路径 - 力扣（LeetCode）

题目描述

给你一个二叉树的根节点 root ，按 任意顺序 ，返回所有从根节点到叶子节点的路径。

叶子节点 是指没有子节点的节点。

题目分析

虽然是一道简单题，但是本题值得讨论的问题如下：每次dfs返回时，怎么样才能让返回的String是当前递归中的值，而不是上面的递归传下来的值？（栈的视角）

两种解法

1. 每层递归进dfs时，都新开一个path来保存当前进度。下面代码中dfs定义的第二个参数，就是专门为path准备的。

   class Solution {
       List<String> ans = new ArrayList<>();
       public List<String> binaryTreePaths(TreeNode root) {
           StringBuffer s = new StringBuffer();
           dfs(root , s);
           return ans;
       }
       void dfs(TreeNode root , StringBuffer sb){
           //在每次递归进dfs时，都新开一个path。
           StringBuffer path = new StringBuffer(sb.toString());
           if(root == null) return;
           if(root.left == null && root.right == null){
               path.append(root.val);
               ans.add(path.toString());
               return;
           }
               path.append(root.val);
               path.append("->");
               dfs(root.left , path);
               dfs(root.right , path);
       }
   }
   

2. 使用一个额外的List变量，保存当前访问的节点。在我们退出递归时，记得将当前访问的节点从递归中删除。

   class Solution {
       List<String> ans = new ArrayList<>();
       ArrayList <Integer> list = new ArrayList<>();
       public List<String> binaryTreePaths(TreeNode root) {
           StringBuffer s = new StringBuffer();
           dfs(root);
           return ans;
       }
       void dfs(TreeNode root){
           list.add(root.val);
           if(root.left == null && root.right == null){
               StringBuilder sb = new StringBuilder();
               for(int i = 0 ; i < list.size() - 1 ; i ++){
                   sb.append(list.get(i)).append("->");
               }
               sb.append(list.get(list.size() - 1));
               ans.add(sb.toString());
           }
           if(root.left != null){
               dfs(root.left);
               //出dfs的位置，删除当前dfs中元素。
               list.remove(list.size() - 1);
           }
           if(root.right != null){
               dfs(root.right);
               //出dfs的位置，删除当前dfs中元素。
               list.remove(list.size() - 1);
           }
   
       }
   

总结

在递归遍历中，如果我们使用全局变量，则每次递归中大家都共享这个变量。在这类查找路径的问题中就会出现一些错误。也就是当前深度优先到了一条路径，在转到另一条路径时，之前的结果还在全局变量中保存，但是此时已经不是我们想要的路径了。
所以应对这种问题，我给出了两种方案

1. 每个dfs方法中定义一个局部变量。局部变量是保存在栈帧的局部变量表中，方法的调用需要通过栈来进行传递，每次调用方法，都有一个对应的栈帧被压入栈中，每一个方法掉用结束后，都有一个栈帧被弹出。这样一来，就可以避免全局变量出现的问题。因为每个方法中的局部变量都是不同的。
2. 另外定义一个List，用来保存访问过的变量。这里的List其实就是一个全局变量/实例变量，全局变量保存在堆中，随着对象的创建而创建。
   堆是Java虚拟机管理的内存中最大的一块。堆是线程共享的，在虚拟机启动时创建。
   所以在进入一个dfs方法时，List中加入该数据，一个dfs方法结束之后，要记得将List中的数据移出。