Given a binary tree and a sum, find all root-to-leaf paths where each path's sum equals the given sum.
For example:sum = 22
,
5 / \ 4 8 / / \ 11 13 4 / \ / \ 7 2 5 1
return
[ [5,4,11,2], [5,8,4,5] ]
解题思路:
在path sum I中我们判断了一棵树中是否存在满足条件的路径,而path Sum II 则是找到所有符合条件的路径。
用递归方法思考的话:假如已知根节点的左子树满足条件的路径pathsleft,已知根节点右子树中满足条件的路径pathsright,那么怎样整合得到整棵树的满足条件的所有路径?答案是只需要在所有子路径的开头加入根节点。
根据上面的思想,我们可以写出下面的代码:
vector<vector<int>> pathSum(TreeNode* root, int sum) {} 这是我们需要实现的功能函数
<span style="white-space:pre"> </span>vector<vector<int>> pathsleft; vector<vector<int>> pathsright; if(root->left) pathsleft = pathSum(root->left,sum-root->val); if(root->right) pathsright = pathSum(root->right,sum-root->val); for(auto p:pathsleft){ p.insert(p.begin(),root->val); paths.push_back(p); } for(auto p:pathsright){ p.insert(p.begin(),root->val); paths.push_back(p); }
if(!root->left && !root->right){ if(sum==root->val){ vector<int> t; t.push_back(sum); paths.push_back(t); } return paths; }
/** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * TreeNode *left; * TreeNode *right; * TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} * }; */ class Solution { public: vector<vector<int>> pathSum(TreeNode* root, int sum) { vector<vector<int>> paths; if(!root) return paths; if(!root->left && !root->right){ if(sum==root->val){ vector<int> t; t.push_back(sum); paths.push_back(t); } return paths; } vector<vector<int>> pathsleft; vector<vector<int>> pathsright; if(root->left) pathsleft = pathSum(root->left,sum-root->val); if(root->right) pathsright = pathSum(root->right,sum-root->val); for(auto p:pathsleft){ p.insert(p.begin(),root->val); paths.push_back(p); } for(auto p:pathsright){ p.insert(p.begin(),root->val); paths.push_back(p); } return paths; } };分析:这个程序中每次调用 都会新建3个
<span style="font-family:Times New Roman;"> vector<vector<int>> paths; vector<vector<int>> pathsleft; vector<vector<int>> pathsright;</span>这是及耗费空间的,而且需要对其中的两个进行插入操作,也是耗时的。 最终运行程序得到的时间是24ms.性能较低,也是符合分析的。
那么我们可不可以不创建如此多的临时变量,可能的想法是将传入的参数变为引用参数,而不是值传参。
或者考虑非递归的方法。
首先考虑非递归的方法: 我们采用非递归的前序遍历,会用一个stack<>储存节点,其存储方式是根左右,当我们找到一个叶子节点时,假如该叶子节点是符合条件,其对应的路径如何从stack中提取出来,这是一个难点。
因此,我们还是考虑递归方法,这是考虑将参数类型改为引用形。
首先我们需要一个vector<int> 存储单条符合条件的路径,还需要一个vector<vector<int>> 储存最终所有符合条件的路径。
假如这两个参数都是递归函数的引用型参数,那么我们自定义的函数为如下样式:
void FindPaths(TreeNode* root,int sum,vector<int>& path,vector<vector<int>>& paths)
具体如何实现这个函数呢?
paths只会在找到一条符合条件的路径path时才会push_back(path);其余时候,paths不会改变。
而递归到叶子节点时,我们希望path已经存入了从根节点到该叶子节点的整条路径,如果该叶子节点的值是满足条件的,那么我们直接将这条path存入paths.否则返回。在返回之前,我们需要弹出path的最后一个元素,也就是该叶子节点。
因此,递归程序的实现如下:
void FindPaths(TreeNode* root,int sum,vector<int>& path,vector<vector<int>>& paths){ if(!root) return; path.push_back(root->val); if(root->val==sum && !root->left && !root->right){ paths.push_back(path); } FindPaths(root->left,sum-root->val,path,paths); FindPaths(root->right,sum-root->val,path,paths); path.pop_back(); }
/** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * TreeNode *left; * TreeNode *right; * TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {} * }; */ class Solution { public: vector<vector<int>> pathSum(TreeNode* root, int sum) { vector<vector<int>> paths; vector<int> path; FindPaths(root,sum,path,paths); return paths; } void FindPaths(TreeNode* root,int sum,vector<int>& path,vector<vector<int>>& paths){ if(!root) return; path.push_back(root->val); if(root->val==sum && !root->left && !root->right){ paths.push_back(path); } FindPaths(root->left,sum-root->val,path,paths); FindPaths(root->right,sum-root->val,path,paths); path.pop_back(); } };