leetcode(二)

leetcode_problem863

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1.问题

给定一个二叉数（root），二叉树中一个node（target）以及整数K，求二叉树中所有与target距离K的节点值。问题描述与example如下。

2.解决方案

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def distanceK(self, root, target, K):
        """
        :type root: TreeNode
        :type target: TreeNode
        :type K: int
        :rtype: List[int]
        """
        def bfs(node,par=None): # give each node add parent_node
            if node:
                node.par = par
                bfs(node.left, node)
                bfs(node.right, node)
        
        bfs(root)
        
        queue = collections.deque([(target,0)]) # queue structure initial
        seen = {target}  #in order to aviod checking repeat node 
        while queue:
            if queue[0][1] == K: 
                return [node.val for node, d in queue] 
            node, d = queue.popleft() 
            for nei in (node.left, node.right, node.par):
                if nei and nei not in seen:
                    seen.add(nei)
                    queue.append((nei, d+1))
                
        return []

这里的做法：

1. 先将用BFS（Breadth first search）算法将所有node的parent节点添加到treenode类的属性中，因为距离K的节点也有可能实在父节点的另外分支上，以及更上层的父节点的分支上，需要向上搜索。
2. 然后再用BFS算法去搜索离目标节点K距离的所有节点，这里建立了一个deque（double ended queue）来存储节点以及他对应的距离，建立seen集合，用来避免重复检查节点和队列距离乱序，因为算法会从target的左右节点和父结点出发搜索，然后又从左右节点和父结点的左右节点和父结点出发去搜索，可以看到target的左节点的父结点还是target，所以不加seen，不仅会造成队列判断条件复杂，而且会造成很大的冗余，这是很低效的。最好是自己画一棵二叉树实例，一步一步分析算法，就是知道该方法是多么巧妙。

参考solution中还有一种使用DFS（depth first search）的方法，个人觉得那种过于复杂，还是上述方法比较简单直观，有兴趣的话可以看看。

参考

1. https://leetcode.com/problems/all-nodes-distance-k-in-binary-tree/solution/

2. https://leetcode.com/contest/weekly-contest-91/problems/all-nodes-distance-k-in-binary-tree/