leetcode刷题笔录-6

验证二叉查找树

给出一棵树，验证其是否是一棵二叉查找树。二叉查找树应当满足，对于每个节点：
- 左子树中的所有节点的值小于该节点的值；
- 右子树中的所有节点的值大于该节点的值；
- 左子树和右子树都必须是二叉查找树。
思路：递归检查每个节点的值是不是在某个区间 [min, max] 中，对根节点，检查其是不是在区间 [INT_MIN, INT_MAX] 中。对某个节点的检查区间，如此确定：如果该节点是父节点的左子结点，则 min 继承父节点检查区间的 min ，而 max 则为父节点的值；右子树类似。

实现：

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isValidBST(TreeNode *root) {
        return _isValidBST(root, INT_MIN, INT_MAX);
    }
    
    
    bool _isValidBST(TreeNode *root, int min, int max){
        if(root==NULL){
            return true;
        }
        else{
            if(root->val < min || root->val > max){
                return false;
            }
            return _isValidBST(root->left, min, root->val-1) && _isValidBST(root->right, root->val+1, max);
        }
    }
};

恢复二叉查找树

二叉查找树的两个节点被对调了，在不改变二叉树结构的情况下恢复之。
思路：这样考虑，如果一个递增排列的数组中有两个元素被对调了，试图恢复之是较为简单的，只要稍微考虑一下边界条件即可。而此处是二叉树，我们只需要像顺序数组一样访问二叉树即可，即通过中序遍历一次访问各节点。

实现：

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    void recoverTree(TreeNode *root) {
        node1 = NULL;
        node2 = NULL;
        preNode = NULL;
        inOrderDetect(root);
        
        if(node2 == NULL){
            node2 = root;
            while(node2->right){
                node2=node2->right;
            }
        }
        
        int tmp = node1->val;
        node1->val = node2->val;
        node2->val = tmp;
    }
    
    void inOrderDetect(TreeNode *root){
        if(root == NULL){
            return;
        }        
        inOrderDetect(root->left);        
        if(preNode != NULL){
            if(node1 == NULL){
                if(root->val < preNode->val){
                    node1 = preNode;
                }
            }
            else if(node2 == NULL){
                if(root->val > node1->val){
                    node2 = preNode;
                }
            }
        }
        preNode = root;        
        inOrderDetect(root->right);
    }
    
    TreeNode* node1;
    TreeNode* node2;
    TreeNode* preNode;
};

字符串交错

给出三个字符串 s1 和 s2 和 s3 ，判断 s3 是否是由 s1 和 s2 交错产生的。如 s1="aabcc"，s2="dbbca"，那么 s3="aadbbcbcac" 就是由前两个字符串交错产生的。
思路：一看就知是动态规划问题。对于 s1[m1...m2]，s2[n1...n2] 和 s3[p1...p2] （最初m1，n1，p1都为0），s3是否由 s1 和 s2 交错产生取决于：
- 如果 s1[m1]!=s3[p1] 且 s2[m1]!=s3[p1]，那么s3就不是由s1和s2交错产生，返回false；
- 如果 s1[m1]==s3[p1] 且 s2[m1]!=s3[p1]，那么就看 s1[m1+1...m2] 和 s2[n1...n2] 是否能够交错产生 s3[p1+1...p2]；
- 如果 s1[m1]!=s3[p1] 且 s2[m1]==s3[p1]，和上一条类似。
- 如果 s1[m1]==s3[p1] 且 s2[m1]==s3[p1]，那么如果 s1[m1+1...m2] 和 s2[n1...n2] 能够交错产生 s3[p1+1...p2]，或者 s1[m1...m2] 和 s2[n1+1...n2] 能够交错产生 s3[p1+1...p2]，都返回 true。

实现

class Solution {
public:
    bool isInterleave(string s1, string s2, string s3) {

        int mp = s1.length();
        int mq = s2.length();
        int mk = s3.length();
        if(mp+mq != mk){
            return false;
        }

        vector<vector<int>> s(
            mp+1,
            vector<int>(mq+1, -1)
            );
        return _isInterleave(s1, 0, s2, 0, s3, 0, s);
    }

    bool _isInterleave(string s1, int p, string s2, int q, string s3, int k, vector<vector<int>>& s){

        bool rslt = false;

        if(p==s1.length() && q==s2.length()){
            return true;
        }

        if(s[p][q] == 1){
            return true;
        }
        else if(s[p][q] == 0){
            return false;
        }

        if(p<s1.length()){
            if(s3[k]==s1[p]){
                rslt = _isInterleave(s1, p+1, s2, q, s3, k+1, s) || rslt;
            }
        }
        if(q<s2.length()){
            if(s3[k]==s2[q]){
                rslt = _isInterleave(s1, p, s2, q+1, s3, k+1, s) || rslt;
            }
        }

        s[p][q] = rslt ? 1 : 0;

        return rslt;
    }
};

唯一二叉查找树1

给出一个整数 n ，试问存储了 n 个不同的节点值的二叉查找树有多少种？比如给出3，返回5，因为有5种三个节点的二叉查找树，如下：

   1         3     3      2      1
    \       /     /      / \      \
     3     2     1      1   3      2
    /     /       \                 \
   2     1         2                 3

思路：动态规划，二叉查找树的种类数 $f(n) = \sigma_{i=0}^{n}f(i)\cdot f(n-i)$，且 $f(0)=f(1)=1$，因为没有节点的二叉树和只有一个节点的二叉树都只有一种。

实现：

class Solution {
public:
    int numTrees(int n) {
        vector<int> nums;
        nums.push_back(1);
        nums.push_back(1);
        for(int i=2; i<=n; i++){
            int num = 0;
            for(int j=0; j<i; j++){
                num += nums[j-0]*nums[i-1-j];
            }
            nums.push_back(num);        
        }
        return nums[n];
    }    
};

唯一二叉查找树2

同上一题，只不过需要输出所有可能的二叉查找树。
思路：同上略。

实现：

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<TreeNode *> generateTrees(int n) {
        return _generateTrees(0, n-1);
    }
    
    vector<TreeNode *> _generateTrees(int n1, int n2){
        vector<TreeNode *> trees;
        if(n1>n2){
            trees.push_back(NULL);
        }
        
        if(n1<=n2){
            for(int i=n1; i<=n2; i++){
                vector<TreeNode *> leftTrees = _generateTrees(n1, i-1);
                vector<TreeNode *> rightTrees = _generateTrees(i+1, n2);
                for(int p=0; p<leftTrees.size(); p++){
                    for(int q=0; q<rightTrees.size(); q++){
                        TreeNode* tree = new TreeNode(i+1);
                        tree->left = copyTree(leftTrees[p]);
                        tree->right = copyTree(rightTrees[q]);
                        trees.push_back(tree);
                    }
                }
            }
        }
        return trees;
    }
    
    TreeNode* copyTree(TreeNode* target){
        if(target==NULL){
            return NULL;
        }
        TreeNode* node = new TreeNode(target->val);
        node->left = copyTree(target->left);
        node->right = copyTree(target->right);
        
        return node;
    }
};

二叉查找树的中序遍历

不使用递归方法中序遍历输出二叉查找树
思路：如果是递归的方法，那就很简单了。题目要求不用递归，而用循环来解决，那就需要借助一个栈来实现。栈中先压入一个空节点，然后令当前节点为根节点，并如下循环处理，直到当前节点为空（即栈空）：
- 如果当前节点是新获得的节点（而不是从栈中弹出），那就将其压入栈中，然后：
  - 如果该节点有左节点，那就令当前节点为左节点，进行下一次循环；
  - 如果当前节点没有左节点，那就将其弹出，当前节点不变（只不过现在不是新获得的节点了，而是从栈中弹出的节点），进行下一次循环；
- 如果当前节点是从栈中弹出的节点，那就首先输出之（这是唯一输出该节点的地方，每个节点都经过这一步），然后：
  - 如果该节点有右节点，那就再从栈中弹出一个节点作为当前节点，进行下一次循环；
  - 如果该节点有有节点，就将当前节点设为有节点（注意该节点是新获得的节点），进行下一次循环。

实现：

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<int> inorderTraversal(TreeNode *root) {
        vector<int> rslt;
        stack<TreeNode*> stk;
        stk.push(NULL);
        
        TreeNode* node = root;
        bool nodeIsPoped = false;
        
        while(node!=NULL){
            if(nodeIsPoped){
                rslt.push_back(node->val);
                if(node->right){
                    node = node->right;
                    nodeIsPoped = false;
                }
                else{
                    node = stk.top();
                    stk.pop();
                }
            }
            else{
                stk.push(node);
                if(node->left){
                    node=node->left;
                }
                else{
                    node=stk.top();
                    stk.pop();
                    nodeIsPoped = true;
                }
            }
        }
        
        return rslt;
    }
};

posted @ 2013-05-03 13:54 一叶斋主人阅读(1037) 评论(0) 编辑收藏举报

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