力扣第513题 找树左下角的值 c++ 递归 迭代 回溯
题目
中等
给定一个二叉树的 根节点 root
,请找出该二叉树的 最底层 最左边 节点的值。
假设二叉树中至少有一个节点。
示例 1:
输入: root = [2,1,3] 输出: 1
示例 2:
输入: [1,2,3,4,null,5,6,null,null,7] 输出: 7
提示:
- 二叉树的节点个数的范围是
[1,104]
-231 <= Node.val <= 231 - 1
思路和解题方法一(递归)
- "class Solution" 定义了一个名为 "Solution" 的类。
- "public:" 定义了类的公有成员和方法的访问权限。
- "int maxDepth = INT_MIN;" 这行代码定义了一个整型变量 maxDepth,并初始化为 INT_MIN。INT_MIN 是在 c++ 中定义的整型最小值。
- "int result;" 这行代码定义了一个整型变量 result。
- "void traversal(TreeNode* root, int depth)" 这行代码定义了一个名为 traversal 的方法,它接受一个 TreeNode 类型的指针和一个整型数作为参数。这个方法是用来遍历二叉树的。
- "if (root->left == NULL && root->right == NULL)" 是判断当前节点是否为叶子节点的条件。如果是,就执行后面的代码。
- "if (depth > maxDepth)" 是判断当前深度是否大于之前的最大深度。如果是,就更新 maxDepth 的值,并把当前节点的值赋给 result。
- "if (root->left)" 和 "if (root->right)" 是判断当前节点是否有左孩子和右孩子。如果有,就分别对左孩子和右孩子进行递归调用,深度加一。
- "int findBottomLeftValue(TreeNode* root)" 是定义了一个方法,这个方法接受一个 TreeNode 类型的指针作为参数,返回一个整型数。这个方法是用来找到二叉树的最左边叶子节点的值,使用前面定义的 maxDepth。
复杂度
时间复杂度:
O(n)
时间复杂度为 O(n),其中 n 表示二叉树的节点数。因为需要遍历每一个节点,且每个节点只会被访问一次。
空间复杂度
O(h)
空间复杂度为 O(h),其中 ℎh 表示二叉树的高度。因为在递归过程中需要使用到系统栈,当二叉树退化为链式结构时,递归深度将会达到 ℎh,即空间复杂度为 O(h)。而当二叉树比较平衡时,递归深度将会小于 ℎh,空间复杂度也会相应地减小。
c++ 代码
class Solution {
public:
int maxDepth = INT_MIN; // 最大深度
int result; // 最底层最左边的节点的值
// 遍历树
void traversal(TreeNode* root, int depth) {
if (root->left == NULL && root->right == NULL) { // 当前结点是叶子节点
if (depth > maxDepth) { // 如果当前深度大于最大深度,更新最大深度和结果值
maxDepth = depth;
result = root->val;
}
return;
}
if (root->left) {
traversal(root->left, depth + 1); // 遍历左子树,并将深度加1
}
if (root->right) {
traversal(root->right, depth + 1); // 遍历右子树,并将深度加1
}
return;
}
int findBottomLeftValue(TreeNode* root) {
traversal(root, 0); // 从根节点开始遍历,初始深度为0
return result; // 返回结果值
}
};
思路和解题方法二(迭代)
- 创建一个队列
que
,并将根节点root
入队。- 初始化变量
result
为 0,用于记录最后一行第一个元素的值。- 当队列不为空时,执行以下操作:
- 获取当前队列的大小
size
,表示当前层的节点数。- 迭代遍历当前层的所有节点,从队列中取出节点
node
:
- 如果
i
等于 0(表示当前节点是当前层的第一个节点),则将node
的值赋给result
。- 将
node
的左孩子节点入队(如果存在)。- 将
node
的右孩子节点入队(如果存在)。- 返回
result
,即为最底层最左边的节点值。利用了队列先进先出的特性,在每一层遍历时,始终保证队列中存储的是当前层的所有节点。最后一次循环结束后,
result
中就存储了最后一行第一个节点的值。
复杂度
时间复杂度:
O(n)
时间复杂度为O(n),其中n是二叉树中节点的数量,每个节点只会入队出队一次。
空间复杂度
O(h)
空间复杂度为O(m),其中m是二叉树中最大层的节点数量,即队列的最大长度。
c++ 代码
// 定义Solution类
class Solution {
public:
// 定义一个公有方法,该方法用于找到二叉树最左下角的节点的值
int findBottomLeftValue(TreeNode* root) {
// 定义一个队列,用于层序遍历二叉树
queue<TreeNode*> que;
// 如果二叉树的根节点不为空,则将其加入队列
if (root != NULL) que.push(root);
// 定义一个变量用于存储结果值
int result = 0;
// 当队列不为空时,进行循环
while (!que.empty()) {
// 获取当前队列的大小
int size = que.size();
// 对当前队列的每一个元素进行遍历
for (int i = 0; i < size; i++) {
// 获取队列的第一个元素,即当前层的第一个节点
TreeNode* node = que.front();
// 从队列中移除该元素
que.pop();
// 如果这是当前层的第一个元素(即最后一行的第一个元素)
// 则将其值赋给result,用于记录
if (i == 0) result = node->val; // 记录最后一行第一个元素
// 如果当前节点的左子节点存在,则将其加入队列
if (node->left) que.push(node->left);
// 如果当前节点的右子节点存在,则将其加入队列
if (node->right) que.push(node->right);
}
}
// 返回结果值
return result;
}
};
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