力扣打卡day13

二叉树

515.在每个树行中找最大值

class Solution {
    public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> q=new LinkedList<>();
        List<Integer> level=new ArrayList<>();
        if(root!=null){
            q.offer(root);
        }
        while(!q.isEmpty()){
            int size=q.size();
            int max=Integer.MIN_VALUE;
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode cur=q.poll();
                max=Math.max(max,cur.val);
                if(cur.left!=null){
                    q.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    q.offer(cur.right);
                }  
            }
            level.add(max);
        }
        return level;
    }
}

116.填充每个节点的下一个右侧节点指针
方法一
本题依然是层序遍历,只不过在单层遍历的时候记录一下本层的头部节点,然后在遍历的时候让前一个节点指向本节点就可以了

class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        Queue<Node> q=new LinkedList<>();
        if(root!=null){
            q.offer(root);
        }
        while(!q.isEmpty()){
            int size=q.size();
            Node temp=q.poll();
            if(temp.left!=null){
                    q.offer(temp.left);
                }
                if(temp.right!=null){
                    q.offer(temp.right);
                }
            for(int i=1;i<size;i++){
                Node cur=q.poll();
                if(cur.left!=null){
                    q.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    q.offer(cur.right);
                }
                temp.next=cur;
                temp=cur;
            }
            
        }
        return root;
    }
}

方法二:
所以将二叉树抽象成下面的三叉树
力扣打卡day13_第1张图片

class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        if(root==null) return null;
       traverse(root.left,root.right);
       return root;
    }
    public void traverse(Node node1,Node node2){
       if(node1==null||node2==null) return;
       node1.next=node2;
       traverse(node1.left,node1.right);
       traverse(node1.right,node2.left);
       traverse(node2.left,node2.right);
    }
}

117.填充每个节点的下一个右侧节点指针II

class Solution {
    public Node connect(Node root) {
        Queue<Node> q=new LinkedList<>();
        if(root!=null){
            q.offer(root);
        }
        while(!q.isEmpty()){
            int size=q.size();
            Node temp=null;
            Node cur=null;
            for(int i=0;i<size;i++){
                if (i == 0) {
                    temp = q.poll(); // 取出本层头一个节点
                    cur = temp;
                } else {
                    cur = q.poll();
                    temp.next = cur; // 本层前一个节点 next 指向当前节点
                    temp= temp.next;
                }
                if(cur.left!=null){
                    q.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    q.offer(cur.right);
                }
              
            }
            temp.next = null;
            
        }
        return root;
    }
}

104.二叉树的最大深度
方法一.
思路:遍历一遍二叉树,用一个外部变量记录每个节点所在深度,取最大值即可得到最大深度

class Solution {
    //记录最大深度
    int res=0;
    //记录遍历到的节点的深度
    int depth=0;
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        traverse(root);
        return res;
    }
    public void traverse(TreeNode root){
        if(root==null) return ;
        //前序位置:进入一个节点
        depth++;
        traverse(root.left);
        traverse(root.right);
        //if循环放在depth++之后depth--之前的任何位置均可只要保证在节点进入之后和节点离开之前即可
        if(root.left==null&&root.right==null){
            res=Math.max(res,depth);
            
        }
        //后序位置,离开一个节点的时候
        depth--;
    }
}

方法二.通过分解问题得到答案,一个二叉树的最大深度可以通过子树的最大深度推导出来

class Solution {
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        if(root==null) return 0;
        int left=maxDepth(root.left);
        int  right=maxDepth(root.right);
        return Math.max(left,right)+1;
    }

}

方法三:层序遍历的方法
在二叉树中,一层一层的来遍历二叉树,记录一下遍历的层数就是二叉树的深度

class Solution {
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> q=new LinkedList<>();
        int level=0;
        if(root!=null){
            q.offer(root);
        }
        while(!q.isEmpty()){
            int size=q.size();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode cur=q.poll();
                if(cur.left!=null){
                    q.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    q.offer(cur.right);
                }  
            }
            level++;
        }
        return level;
    }
}

111.二叉树的最小深度
需要注意的是,只有当左右孩子都为空的时候,才说明遍历的最低点了。如果其中一个孩子为空则不是最低点

class Solution {
    public int minDepth(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> q=new LinkedList<>();
        int level=0;
        if(root!=null){
            q.offer(root);
        }
        while(!q.isEmpty()){
            int size=q.size();
            level++;
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode cur=q.poll();
                if(cur.left==null&&cur.right==null){
                    return level;
                }
                if(cur.left!=null){
                    q.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    q.offer(cur.right);
                }  
            }
        }
        return level;
    }
}

.226. 翻转二叉树
方法一:前序遍历或后序遍历

class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root == null) return root;
        swap(root);//写在这是前序
        invertTree(root.left);
        invertTree(root.right);
        //swap(root) 也可以写在这,写在这是后序
        return root;
    }
    public void swap(TreeNode root){
        TreeNode temp=root.left;
        root.left=root.right;
        root.right=temp;
    }
}

方法二:层序遍历

class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> q=new LinkedList<>();
        int level=0;
        if(root!=null){
            q.offer(root);
        }
        while(!q.isEmpty()){
            int size=q.size();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode cur=q.poll();
                swap(cur);
                if(cur.left!=null){
                    q.offer(cur.left);
                }
                if(cur.right!=null){
                    q.offer(cur.right);
                }  
            }
        }
        return root;
    }
     public void swap(TreeNode root) {
        TreeNode temp = root.left;
        root.left = root.right;
        root.right = temp;
    }
}

101. 对称二叉树
本题遍历只能是“后序遍历”,因为我们要通过不断收集左右孩子的信息返回给上一节点,在收集上一节点左右孩子的信息返回给上一节点
正是因为要遍历两棵树而且要比较内侧和外侧节点,所以准确的来说是一个树的遍历顺序是左右中,一个树的遍历顺序是右左中。
递归三部曲
确定递归函数的参数和返回值
要比较的是两个树,参数自然也是左子树节点和右子树节点。
返回值自然是bool类型。
终止条件
左节点为空,右节点不为空,不对称,return false
左不为空,右为空,不对称 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
剩下的就是 左右节点都不为空,且数值相同的情况,就要向下一层遍历
单层递归逻辑
单层递归的逻辑就是处理 左右节点都不为空,且数值相同的情况。
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。
比较内测是否对称,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 。

class Solution {
    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        return compare(root.left,root.right);
    }
    public boolean compare(TreeNode left,TreeNode right){
        if(left==null&&right!=null){
            return false;
        }else if(left!=null&&right==null){
            return false;
        }else if(left==null&&right==null){
            return true;
        }else if(left.val!=right.val){
            return false;
        }else{
            boolean compareOutside=compare(left.left,right.right);
            boolean compareInside=compare(left.right,right.left);
            return compareInside&&compareOutside;
        }
    }
}

100. 相同的树

class Solution {
    public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
        return compare(p,q);
    }
    public boolean compare(TreeNode left,TreeNode right){
        if(left==null&&right!=null){
            return false;
        }else if(left!=null&&right==null){
            return false;
        }else if(left==null&&right==null){
            return true;
        }else if(left.val!=right.val){
            return false;
        }else{
            boolean compareOutside=compare(left.left,right.left);
            boolean compareInside=compare(left.right,right.right);
            return compareInside&&compareOutside;
        }
    }
}

572. 另一棵树的子树

class Solution {
    public boolean isSubtree(TreeNode root, TreeNode subRoot) {
        if(subRoot==null) return true;
        if(root==null) return false;
        return isSubtree(root.left,subRoot)||isSubtree(root.right,subRoot)||compare(root,subRoot);
    }
    public boolean compare(TreeNode left,TreeNode right){
        if(left==null&&right!=null){
            return false;
        }else if(left!=null&&right==null){
            return false;
        }else if(left==null&&right==null){
            return true;
        }else if(left.val!=right.val){
            return false;
        }else{
            boolean compareOutside=compare(left.left,right.left);
            boolean compareInside=compare(left.right,right.right);
            return compareInside&&compareOutside;
        }
    }
}

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