力扣:222. 完全二叉树的节点个数

题目链接:222. 完全二叉树的节点个数
题目

给你一棵 完全二叉树 的根节点 root ,求出该树的节点个数。
完全二叉树的定义如下:在完全二叉树中,除了最底层节点可能没填满外,其余每层节点数都达到最大值,并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层,则该层包含 1~ 2h 个节点。

示例 1:
力扣:222. 完全二叉树的节点个数_第1张图片

输入:root = [1,2,3,4,5,6]
输出:6

示例 2:

输入:root = []
输出:0

示例 3:

输入:root = [1]
输出:1

提示:

  • 树中节点的数目范围是[0, 5 * 104]
  • 0 <= Node.val <= 5 * 104
  • 题目数据保证输入的树是 完全二叉树

进阶:遍历树来统计节点是一种时间复杂度为 O(n) 的简单解决方案。你可以设计一个更快的算法吗?

解题方法

方案一:递归
本题的“递归三部曲”:
(1)确定递归的参数和返回值:求节点个数采用深度优先遍历,参数只需要遍历到的节点,返回值自然就是该节点子树的节点数。

int countNodes(TreeNode* root) {}

(2)确定终止条件:遍历到树的叶子节点的孩子节点,即NULL,其不是节点,返回0。

if (!root) return 0;

(3)确定单层递归的逻辑:递归左右子树计算节点数,返回值加上根节点数1即是二叉树的节点数。

//中 左 右
return 1 + countNodes(root->left) + countNodes(root->right);

代码(c++)

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
//递归
class Solution {
public:
    //确定递归的参数和返回值
    //参数:遍历的节点,返回值:该节点子树的节点数
    int countNodes(TreeNode* root) {
        //确定终止条件
        //遍历到树的叶子节点的孩子节点,即NULL
        if (!root) return 0;
        //确定单层递归的逻辑
        //中 左 右
        return 1 + countNodes(root->left) + countNodes(root->right);
    }
};

方案二:迭代
层序遍历,每取出一个节点,节点数加一。

//迭代,层序遍历
class Solution {
public:
    int countNodes(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        if (root) que.push(root);
        int count = 0;  //树的节点数
        while (!que.empty()) {
            int size = que.size();  //记录队列的长度(对列不定长)
            for (int i = 0; i < size; ++i) {    //遍历每层的节点
                TreeNode* cur = que.front();
                que.pop();
                count++;    //每取出一个节点,节点数加一
                //将左右子树放入队列
                if (cur->left) que.push(cur->left);
                if (cur->right) que.push(cur->right);
            }
        }
        return count;
    }
};

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