【LeetCode-面试经典150题-day15】-编程知识

104.二叉树的最大深度

100.相同的树

226.翻转二叉树

101.对称二叉树

105.从前序与中序遍历序列构造二叉树

106.从中序与后序遍历序列构造二叉树

117.填充每个节点的下一个右侧节点指针Ⅱ

104.二叉树的最大深度

题意：

给定一个二叉树 root ，返回其最大深度。

二叉树的 最大深度 是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

【输入样例】

root=[3,9,20,null,null,15,7]

【输出样例】

3

解题思路：递归

class Solution {public int maxDepth(TreeNode root) {if(root == null){return 0;}//1是当树的根节点不为空时，加上根return 1 + Math.max(maxDepth(root.right),maxDepth(root.left));}
}

时间：击败了100.00%

内存：击败了36.81%

100.相同的树

题意：

给你两棵二叉树的根节点 p 和 q ，编写一个函数来检验这两棵树是否相同。

如果两个树在结构上相同，并且节点具有相同的值，则认为它们是相同的。

【输入样例】

p=[1,2,3], q=[1,2,3]

【输出样例】

true

解题思路：递归

1.先判断当前根节点的值是否一样

2.再判断是否都拥有左子树和右子树

3.递归判断左子树，右子树

class Solution {public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {if(p == null && q == null){return true;}//如果说两者都会null，会在上面的分支语句返回true//这里判断的是只有一方为null的情况下if(p == null || q == null){return false;}//根都不为null，判断值是否相同if(p.val != q.val){return false;}return isSameTree(p.left,q.left)&&isSameTree(p.right,q.right);}
}

时间：击败了100.00%

内存：击败了41.80%

226.翻转二叉树

题意：

给你一棵二叉树的根节点 root ，翻转这棵二叉树，并返回其根节点。

【输入样例】

root = [4,2,7,1,3,6,9]

【输出样例】

[4,7,2,9,6,3,1]

解题思路：递归

1. 不断将当前节点的左右子树交换，递归实现

class Solution {public TreeNode invertTree(TreeNode root) {if(root == null){return root;}//左右子树交换TreeNode temp = root.right;root.right = root.left;root.left =  temp;//交换左子树invertTree(root.left);//交换右子树invertTree(root.right);return root;}
}

时间：击败了100.00%

内存：击败了88.10%

101.对称二叉树

题意：

给你一个二叉树的根节点 root ，检查它是否轴对称。

【输入样例】

root = [1,2,2,3,4,4,3]

【输出样例】

true

解题思路：递归

1. 递归函数判断节点的左子树和右子树是否对称；把左子树和右子树拆开，题目就转变成了判断相同的树了。

class Solution {public boolean isSymmetric(TreeNode root) {if(root == null){return true;}return cmp(root.left, root.right);}public boolean cmp(TreeNode root1, TreeNode root2){if(root1 == null && root2 == null){return true;}if(root1 == null || root2 == null || root1.val != root2.val){return false;}return cmp(root1.left,root2.right) && cmp(root1.right,root2.left);}
}

时间：击败了100.00%

内存：击败了82.85%

105.从前序与中序遍历序列构造二叉树

题意：

给定两个整数数组 preorder 和 inorder ，其中 preorder 是二叉树的先序遍历， inorder 是同一棵树的中序遍历，请构造二叉树并返回其根节点。

【输入样例】

preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]

【输出样例】

[3,9,20,null,null,15,7]

解题思路：

1. 先序遍历的过程是：根左右；中序遍历的过程是：左根右。

2. 根据规律，首先需要找到的是根节点，inorder数组中根左边的是左子树，根右边的是右子树；

3. 之后分别构造左子树和右子树；

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {private Map<Integer,Integer> indexMap;public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {int n = preorder.length;//一共n个节点//构造哈希映射，快速定位根节点indexMap = new HashMap<Integer,Integer>();for(int i=0;i<n;i++){indexMap.put(inorder[i],i);}return myBuildTree(preorder,inorder,0,n-1,0,n-1);}public TreeNode myBuildTree(int[] preorder, int[] inorder, int preorder_left, int preorder_right, int inorder_left, int inorder_right) {if (preorder_left > preorder_right) {return null;}//前序遍历找到根节点int preorder_root = preorder_left;//中序遍历定位根节点int inorder_root = indexMap.get( preorder[preorder_root]);//建立根节点TreeNode root = new TreeNode(preorder[preorder_root]);//确定左子树节点数目int size_left_subtree = inorder_root - inorder_left;//递归构造左子树，连接到根节点root.left = myBuildTree(preorder,inorder,preorder_left+1,preorder_left+size_left_subtree,inorder_left, inorder_root-1);//递归构造右子树root.right = myBuildTree(preorder,inorder,preorder_left+size_left_subtree+1, preorder_right,inorder_root+1, inorder_right);return root;}
}

时间：击败了99.18%

内存：击败了23.53%

106.从中序与后序遍历序列构造二叉树

题意：

给定两个整数数组 inorder 和 postorder ，其中 inorder 是二叉树的中序遍历， postorder 是同一棵树的后序遍历，请你构造并返回这颗 二叉树 。

【输入样例】

inorder = [9,3,15,20,7]，postorder = [9,15,7,20,3]

【输出样例】

[3,9,20,null,null,15,7]

解题思路：

1. 中序遍历的过程是：左根右; 后序遍历的过程是：左右根；。

2. 根据规律，首先需要找到的是根节点，inorder数组中根左边的是左子树，根右边的是右子树；

3. 之后分别构造左子树和右子树；

class Solution {private Map<Integer,Integer> indexMap;public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {int n = postorder.length;//一共n个节点//构造哈希映射，快速定位根节点indexMap = new HashMap<Integer,Integer>();for(int i=0;i<n;i++){indexMap.put(inorder[i],i);}return myBuildTree(inorder,postorder,0,n-1,0,n-1);}public TreeNode myBuildTree(int[] inorder,int[] postorder, int inorder_left, int inorder_right,int  postorder_left, int postorder_right) {if (postorder_left > postorder_right || inorder_left > inorder_right) {return null;}//后序遍历找到根节点int postorder_root = postorder[postorder_right];//中序遍历定位根节点int inorder_root = indexMap.get(postorder_root);//建立根节点TreeNode root = new TreeNode(postorder_root);//确定左子树节点数目int size_left_subtree = inorder_root - inorder_left;//递归构造左子树，连接到根节点root.left = myBuildTree(inorder, postorder, inorder_left, inorder_root-1,postorder_left,postorder_left+size_left_subtree-1);//递归构造右子树root.right = myBuildTree(inorder,postorder, inorder_root+1, inorder_right,postorder_left+size_left_subtree,postorder_right-1);return root;}
}

时间：击败了99.21%

内存：击败了61.89%

117.填充每个节点的下一个右侧节点指针Ⅱ

题意：

给定一个二叉树：
struct Node {int val;Node *left;Node *right;Node *next;
}
填充它的每个 next 指针，让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点，则将 next 指针设置为 NULL 。

初始状态下，所有 next 指针都被设置为 NULL 。

【输入样例】

root=[1,2,3,4,5,null,7]

【输出样例】

[1,#,2,3,#,4,5,7,#]

解题思路：

利用宽度优先搜索完成本题

/*
// Definition for a Node.
class Node {public int val;public Node left;public Node right;public Node next;public Node() {}public Node(int _val) {val = _val;}public Node(int _val, Node _left, Node _right, Node _next) {val = _val;left = _left;right = _right;next = _next;}
};
*/class Solution {public Node connect(Node root) {if(root== null){return root;}//队列存储节点信息Queue<Node> queue = new LinkedList<>();queue.add(root);while(!queue.isEmpty()){//每一层的数量int levelCount = queue.size();//前一个节点Node pre = null;for(int i=0;i<levelCount;++i){//出队Node node = queue.poll();if(pre != null){//不是第一个节点pre.next = node;}pre = node;//查看左右节点是否为空，不空入队if(node.left != null){queue.add(node.left);}if(node.right != null){queue.add(node.right);}}}return root;}
}