代码随想录算法训练营day18 | leetcode 513. 找树左下角的值、112(113). 路径总和(I、II)、105(106). 构造二叉树

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• 题目链接：513. 找树左下角的值-中等
• 题目链接：112. 路径总和-简单
• 题目链接：113. 路径总和 II-中等
• 题目链接：105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树-中等
• 题目链接：106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树-中等

题目链接：513. 找树左下角的值-中等

题目描述：

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 [1,10^4]
• -2^31 <= Node.val <= 2^31 - 1

迭代法：模板题

更新每层第一个数即可

代码如下：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int findBottomLeftValue(TreeNode* root) {
        queue<TreeNode*> que;
        int res;
        que.push(root);
        while(!que.empty()){
            int size = que.size();
            TreeNode* cur;
            for(int i = 0; i < size; ++i){
                cur = que.front();
                que.pop();
                if(i == 0) res = cur->val;
                if(cur->left) que.push(cur->left);
                if(cur->right) que.push(cur->right);
            }
        }
        return res;
    }
};

递归法：重点

代码如下：

class Solution {
public:
    int maxDepth = INT_MIN;
    int res;
    void traversal(TreeNode* root, int depth){
        if(root->left == NULL && root->right == NULL){
            if(depth > maxDepth){
                maxDepth = depth;
                res = root->val;
            }
            return;
        }
        // 一定要左在右前边，这样maxDepth一定是每次到达每一层最左侧的时候更新的
        if(root->left){
            traversal(root->left, depth + 1);
        }
        if(root->right){
            traversal(root->right, depth + 1);
        }
    }
    int findBottomLeftValue(TreeNode* root) {
        traversal(root, 0);
        return res;
    }
};

题目链接：112. 路径总和-简单

题目描述：

给你二叉树的根节点 root 和一个表示目标和的整数 targetSum 。判断该树中是否存在 根节点到叶子节点 的路径，这条路径上所有节点值相加等于目标和 targetSum 。如果存在，返回 true ；否则，返回 false 。

叶子节点 是指没有子节点的节点。

示例 1：

输入：root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,null,1], targetSum = 22
输出：true
解释：等于目标和的根节点到叶节点路径如上图所示。

示例 2：

输入：root = [1,2,3], targetSum = 5
输出：false
解释：树中存在两条根节点到叶子节点的路径：
(1 --> 2): 和为 3
(1 --> 3): 和为 4
不存在 sum = 5 的根节点到叶子节点的路径。

示例 3：

输入：root = [], targetSum = 0
输出：false
解释：由于树是空的，所以不存在根节点到叶子节点的路径。

提示：

• 树中节点的数目在范围 [0, 5000] 内
• -1000 <= Node.val <= 1000
• -1000 <= targetSum <= 1000

迭代法：模板题-简单

代码如下：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasPathSum(TreeNode* root, int targetSum) {
        if (root == NULL)
            return false;
        if (root->val == targetSum && !root->left && !root->right)
            return true;
        queue<TreeNode*> queTree;
        queue<int> subSum;
        queTree.push(root);
        subSum.push(root->val);
        while (!queTree.empty()) {
            TreeNode* cur = queTree.front();
            queTree.pop();
            int sum = subSum.front();
            subSum.pop();
            if (cur->left) {
                if (targetSum - cur->left->val == sum && !cur->left->left && !cur->left->right)
                    return true;
                queTree.push(cur->left);
                subSum.push(sum + cur->left->val);
            }
            if (cur->right) {
                if (targetSum - cur->right->val == sum && !cur->right->left && !cur->right->right)
                    return true;
                queTree.push(cur->right);
                subSum.push(sum + cur->right->val);
            }
        }
        return false;
    }
};

递归法：

代码如下：

class Solution {
public:
    bool hasPathSum(TreeNode* root, int targetSum) {
        if (root == NULL)
            return false;
        if (!root->left && !root->right && targetSum == root->val)
            return true;
        bool leftSum = hasPathSum(root->left, targetSum - root->val);
        bool rightSum = hasPathSum(root->right, targetSum - root->val);
        return leftSum || rightSum;
    }
};

题目链接：113. 路径总和 II-中等

题目描述：

给你二叉树的根节点 root 和一个整数目标和 targetSum ，找出所有 从根节点到叶子节点 路径总和等于给定目标和的路径。

叶子节点 是指没有子节点的节点。

示例 1：

输入：root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,5,1], targetSum = 22
输出：[[5,4,11,2],[5,8,4,5]]

示例 2：

输入：root = [1,2,3], targetSum = 5
输出：[]

示例 3：

输入：root = [1,2], targetSum = 0
输出：[]

提示：

• 树中节点总数在范围 [0, 5000] 内
• -1000 <= Node.val <= 1000
• -1000 <= targetSum <= 1000

代码如下：

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> res;
    vector<int> subPath;
    void traversal(TreeNode* root, int targetSum){
        if(root == NULL) return;
        subPath.push_back(root->val);
        if(!root->left && !root->right && targetSum == root->val){
            res.push_back(subPath);
        }
        if(root->left)
            traversal(root->left, targetSum - root->val);
        if(root->right)
            traversal(root->right, targetSum - root->val);
        subPath.pop_back();
        return;
    }
    vector<vector<int>> pathSum(TreeNode* root, int targetSum) {
        traversal(root, targetSum);
        return res;
    }
};

题目链接：105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树-中等

题目描述：

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。

示例 1:

输入: preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]
输出: [3,9,20,null,null,15,7]

示例 2:

输入: preorder = [-1], inorder = [-1]
输出: [-1]

提示:

• 1 <= preorder.length <= 3000
• inorder.length == preorder.length
• -3000 <= preorder[i], inorder[i] <= 3000
• preorder 和 inorder 均 无重复 元素
• inorder 均出现在 preorder
• preorder 保证 为二叉树的前序遍历序列
• inorder 保证 为二叉树的中序遍历序列

代码如下：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* buildTree(vector<int>& preorder, vector<int>& inorder) {
        if (preorder.size() == 0)
            return NULL;
        // 第一个元素即为当前中间节点
        int rootVal = preorder[0];
        TreeNode* root = new TreeNode(rootVal);

        // 叶子节点
        if (preorder.size() == 1)
            return root;

        // 找切割点
        int rootIndex =
            find(inorder.begin(), inorder.end(), rootVal) - inorder.begin();

        // 切割中序数组得到中序左数组和中序右数组
        vector<int> leftIn(inorder.begin(), inorder.begin() + rootIndex);
        vector<int> rightIn(inorder.begin() + rootIndex + 1, inorder.end());
        // 删掉第一个元素
        preorder.erase(preorder.begin());
        // 切割前序数组，得到前序左数组和前序右数组
        vector<int> leftPre(preorder.begin(), preorder.begin() + leftIn.size());
        vector<int> rightPre(preorder.end() - rightIn.size(), preorder.end());

        root->left = buildTree(leftPre, leftIn);
        root->right = buildTree(rightPre, rightIn);

        return root;
    }
};

题目链接：106. 从中序与后序遍历序列构造二叉树-中等

题目描述：

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 。

示例 1:

输入：inorder = [9,3,15,20,7], postorder = [9,15,7,20,3]
输出：[3,9,20,null,null,15,7]

示例 2:

输入：inorder = [-1], postorder = [-1]
输出：[-1]

提示:

• 1 <= inorder.length <= 3000
• postorder.length == inorder.length
• -3000 <= inorder[i], postorder[i] <= 3000
• inorder 和 postorder 都由 不同 的值组成
• postorder 中每一个值都在 inorder 中
• inorder 保证是树的中序遍历
• postorder 保证是树的后序遍历

代码如下：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* buildTree(vector<int>& inorder, vector<int>& postorder) {
        if (postorder.size() == 0)
            return NULL;
        // 第一个元素即为当前中间节点
        int rootVal = postorder[postorder.size() - 1];
        TreeNode* root = new TreeNode(rootVal);

        // 叶子节点
        if (postorder.size() == 1)
            return root;

        // 找切割点
        int rootIndex =
            find(inorder.begin(), inorder.end(), rootVal) - inorder.begin();

        // 切割中序数组得到中序左数组和中序右数组
        vector<int> leftIn(inorder.begin(), inorder.begin() + rootIndex);
        vector<int> rightIn(inorder.begin() + rootIndex + 1, inorder.end());
        // 删掉第一个元素
        // postorder.resize(postorder.size() - 1);
        postorder.erase(postorder.end() - 1);
        // 切割后序数组，得到后序左数组和后序右数组
        vector<int> leftPost(postorder.begin(), postorder.begin() + leftIn.size());
        vector<int> rightPost(postorder.end() - rightIn.size(), postorder.end());

        root->left = buildTree(leftIn, leftPost);
        root->right = buildTree(rightIn, rightPost);

        return root;
    }
};