【代码随想录15】110.平衡二叉树 257. 二叉树的所有路径 404.左叶子之和-编程知识

在这里插入图片描述

110. 平衡二叉树

题目描述

给定一个二叉树，判断它是否是高度平衡的二叉树。

本题中，一棵高度平衡二叉树定义为：

一个二叉树每个节点 的左右两个子树的高度差的绝对值不超过 1 。

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：true

示例 2：

输入：root = [1,2,2,3,3,null,null,4,4]
输出：false

示例 3：

输入：root = []
输出：true

提示：

树中的节点数在范围 [0, 5000] 内
-104 <= Node.val <= 104

参考代码

class Solution {/*** 递归法*/public boolean isBalanced(TreeNode root) {return getHeight(root) != -1;}private int getHeight(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}int leftHeight = getHeight(root.left);if (leftHeight == -1) {return -1;}int rightHeight = getHeight(root.right);if (rightHeight == -1) {return -1;}// 左右子树高度差大于1，return -1表示已经不是平衡树了if (Math.abs(leftHeight - rightHeight) > 1) {return -1;}return Math.max(leftHeight, rightHeight) + 1;}
}class Solution {/*** 迭代法，效率较低，计算高度时会重复遍历* 时间复杂度：O(n^2)*/public boolean isBalanced(TreeNode root) {if (root == null) {return true;}Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();TreeNode pre = null;while (root!= null || !stack.isEmpty()) {while (root != null) {stack.push(root);root = root.left;}TreeNode inNode = stack.peek();// 右结点为null或已经遍历过if (inNode.right == null || inNode.right == pre) {// 比较左右子树的高度差，输出if (Math.abs(getHeight(inNode.left) - getHeight(inNode.right)) > 1) {return false;}stack.pop();pre = inNode;root = null;// 当前结点下，没有要遍历的结点了} else {root = inNode.right;// 右结点还没遍历，遍历右结点}}return true;}/*** 层序遍历，求结点的高度*/public int getHeight(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}Deque<TreeNode> deque = new LinkedList<>();deque.offer(root);int depth = 0;while (!deque.isEmpty()) {int size = deque.size();depth++;for (int i = 0; i < size; i++) {TreeNode poll = deque.poll();if (poll.left != null) {deque.offer(poll.left);}if (poll.right != null) {deque.offer(poll.right);}}}return depth;}
}class Solution {/*** 优化迭代法，针对暴力迭代法的getHeight方法做优化，利用TreeNode.val来保存当前结点的高度，这样就不会有重复遍历* 获取高度算法时间复杂度可以降到O(1)，总的时间复杂度降为O(n)。* 时间复杂度：O(n)*/public boolean isBalanced(TreeNode root) {if (root == null) {return true;}Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();TreeNode pre = null;while (root != null || !stack.isEmpty()) {while (root != null) {stack.push(root);root = root.left;}TreeNode inNode = stack.peek();// 右结点为null或已经遍历过if (inNode.right == null || inNode.right == pre) {// 输出if (Math.abs(getHeight(inNode.left) - getHeight(inNode.right)) > 1) {return false;}stack.pop();pre = inNode;root = null;// 当前结点下，没有要遍历的结点了} else {root = inNode.right;// 右结点还没遍历，遍历右结点}}return true;}/*** 求结点的高度*/public int getHeight(TreeNode root) {if (root == null) {return 0;}int leftHeight = root.left != null ? root.left.val : 0;int rightHeight = root.right != null ? root.right.val : 0;int height = Math.max(leftHeight, rightHeight) + 1;root.val = height;// 用TreeNode.val来保存当前结点的高度return height;}
}

257. 二叉树的所有路径

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。

示例 1：

输入：root = [1,2,3,null,5]
输出：["1->2->5","1->3"]

示例 2：

输入：root = [1]
输出：["1"]

提示：

树中节点的数目在范围 [1, 100] 内
-100 <= Node.val <= 100

参考代码

//解法一//方式一
class Solution {/*** 递归法*/public List<String> binaryTreePaths(TreeNode root) {List<String> res = new ArrayList<>();// 存最终的结果if (root == null) {return res;}List<Integer> paths = new ArrayList<>();// 作为结果中的路径traversal(root, paths, res);return res;}private void traversal(TreeNode root, List<Integer> paths, List<String> res) {paths.add(root.val);// 前序遍历，中// 遇到叶子结点if (root.left == null && root.right == null) {// 输出StringBuilder sb = new StringBuilder();// StringBuilder用来拼接字符串，速度更快for (int i = 0; i < paths.size() - 1; i++) {sb.append(paths.get(i)).append("->");}sb.append(paths.get(paths.size() - 1));// 记录最后一个节点res.add(sb.toString());// 收集一个路径return;}// 递归和回溯是同时进行，所以要放在同一个花括号里if (root.left != null) { // 左traversal(root.left, paths, res);paths.remove(paths.size() - 1);// 回溯}if (root.right != null) { // 右traversal(root.right, paths, res);paths.remove(paths.size() - 1);// 回溯}}
}//方式二
class Solution {List<String> result = new ArrayList<>();public List<String> binaryTreePaths(TreeNode root) {deal(root, "");return result;}public void deal(TreeNode node, String s) {if (node == null)return;if (node.left == null && node.right == null) {result.add(new StringBuilder(s).append(node.val).toString());return;}String tmp = new StringBuilder(s).append(node.val).append("->").toString();deal(node.left, tmp);deal(node.right, tmp);}
}

404.左叶子之和

题目描述

给定二叉树的根节点 root ，返回所有左叶子之和。

示例 1：

输入: root = [3,9,20,null,null,15,7] 
输出: 24 
解释: 在这个二叉树中，有两个左叶子，分别是 9 和 15，所以返回 24

示例 2:

输入: root = [1]
输出: 0

提示:

节点数在 [1, 1000] 范围内
-1000 <= Node.val <= 1000

参考代码

class Solution {public int sumOfLeftLeaves(TreeNode root) {if (root == null) return 0;int leftValue = sumOfLeftLeaves(root.left);    // 左int rightValue = sumOfLeftLeaves(root.right);  // 右int midValue = 0;if (root.left != null && root.left.left == null && root.left.right == null) { midValue = root.left.val;}int sum = midValue + leftValue + rightValue;  // 中return sum;}
}