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tag二叉树-层序遍历相关题目, lt. 102 + lt.103 + lt.107 + lt.199 + lt.637 + lt.429 + lt.515

后来的六六 2022-05-01 阅读 40
leetcode数据结构算法

lt. 102. 二叉树的层序遍历

[案例需求]

在这里插入图片描述

[思路分析]

  • 二叉树的层序遍历可真是二叉树题目中的大明星了哈哈. 彻底的理解这道题有助于后面多达十几道不同类型题目的求解;
  • 具体分析: 点我

[代码实现]

/**
 * 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 {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        //BFS
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();
        
        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        if(root != null) queue.offer(root);
       
      
        while(!queue.isEmpty()){
            //
            int n = queue.size(); // 注意queue的size是不断变化的, 所以不适合把这个queue.size写在for循环中;
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            for(int i = 0; i < n; i++){
                root = queue.poll();
                list.add(root.val);
            
                if(root.left != null){
              		queue.offer(root.left);
                }
                if(root.right != null){
                	queue.offer(root.right);
                }
            }           
             lists.add(list);       
        }
        return lists;
    }
}

lt.103. 二叉树的锯齿形层序遍历

[案例需求]

在这里插入图片描述

[思路分析一, 学弱解法(完全借鉴层序遍历)]

  • 本题跟层序遍历解法其实基本上是相同的, 都是把当前层的结点先存入队列, 然后再从队列中取出, 一边取出, 一边把正在取出的结点的左右孩子结点存进去, 而且, 为了达到每一轮都遍历一层的效果, 在取出过程开始之前, 我们先算出该层在queue中的size大小, 然后循环size次进行取出;
  • 为了达到本体的Z字形遍历的效果, 最简单的方法就是加入一个奇偶判断, 当为奇数时, 从左到右取出元素, 当为偶数时, 从右到左取出元素, 如何实现的呢? 就是在把从queue中取出的结点倒序添加到list中即可 (list.add(0, 结点值))

[代码实现]

/**
 * 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 {
    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
      
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();

        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();

        if(root != null) queue.add(root);
        int levelNumber = 0;
        //
        while(!queue.isEmpty()){
           
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
           
            int size = queue.size();

            if(levelNumber % 2 == 0){
                for(int i = 0; i < size; i++){
                TreeNode node = queue.poll();

                level.add(node.val);
                
                if(node.left != null){
                    queue.add(node.left);
                }

                if(node.right != null){
                    queue.add(node.right);
                }
                }
            }else{
                for(int i = 0; i < size; i++){
                TreeNode node = queue.poll();

                level.add(0, node.val); //遍历的结点反向添加到list中, 就变为了倒序遍历本层
                
                if(node.left != null){
                    queue.add(node.left);
                }

                 if(node.right != null){
                    queue.add(node.right);
                }

                }    
            }
            ++levelNumber;
            lists.add(level);
        }
        return lists;
    }
}

/**
 * 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 {
    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
      
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();

        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();

        if(root != null) queue.add(root);
        int levelNumber = 0;
        boolean reverse = false;
        //
        while(!queue.isEmpty()){
           
            List<Integer> level = new ArrayList<>();
           
            int size = queue.size();

            for(int i = 0; i < size; i++){
                TreeNode node = queue.poll();

                level.add(node.val);
                
                if(node.left != null){
                    queue.add(node.left);
                }

                if(node.right != null){
                    queue.add(node.right);
                }

            }
            
            if(reverse){Collections.reverse(level);}
            reverse = !reverse;
            lists.add(level);
        }
        return lists;
    }
}

[思路分析二, 使用双端队列]

  • 从左到右的, 双端队列添加结点从头部添加
  • 从右到左的, 结点从尾部添加, 应该不难理解哈
class Solution {
    public List<List<Integer>> zigzagLevelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> ans = new LinkedList<List<Integer>>();
        if (root == null) {
            return ans;
        }

        Queue<TreeNode> nodeQueue = new ArrayDeque<TreeNode>();
        nodeQueue.offer(root);
        boolean isOrderLeft = true;

        while (!nodeQueue.isEmpty()) {
            Deque<Integer> levelList = new LinkedList<Integer>();
            int size = nodeQueue.size();
            for (int i = 0; i < size; ++i) {
                TreeNode curNode = nodeQueue.poll();
                if (isOrderLeft) {
                    levelList.offerLast(curNode.val);
                } else {
                    levelList.offerFirst(curNode.val);
                }
                if (curNode.left != null) {
                    nodeQueue.offer(curNode.left);
                }
                if (curNode.right != null) {
                    nodeQueue.offer(curNode.right);
                }
            }
            ans.add(new LinkedList<Integer>(levelList));
            isOrderLeft = !isOrderLeft;
        }

        return ans;
    }
}

[代码实现]

lt.107. 二叉树的层序遍历 II

[案例需求]

在这里插入图片描述

[思路分析]

  • 102 题, 缝缝补补还能用哈哈哈

[代码实现]

/**
 * 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 {
    public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();

        if(root == null)return lists;

        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);

        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();

            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            for(int i = 0; i < size; i++){
                root = queue.poll();
                list.add(root.val);

                if(root.left != null) queue.add(root.left);
                if(root.right != null) queue.add(root.right);
            }
            lists.add(0, list);
        }
        // 上面写成 lists.add(list), 这里加上下面这一句也是可行的
       // Collections.reverse(lists);

        return lists;
    }
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

lt.199. 二叉树的右视图

[案例需求]

在这里插入图片描述

[思路分析]

  • 这题更有意思, 但也不过是层序遍历换汤不换药罢了哈哈哈;
  • 在层序遍历中, 我们一边把每一层的结点取出来放入到list中, 一边还要把这个节点下一层的左右孩子结点存入到队列中, 注意这个过程是循环的, 循环的次数就是在取结点之前queue的size数(他也是每一层结点的个数);
  • 题目要求我们只打印出每层的最右边的结点, 那我们直接只把每一层最右边的结点存入list就是了, 也就是当循环到最后一个结点时, 才把这个节点添加到list中去(if(i == size - 1) list.add(结点))

[代码实现]

/**
 * 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 {
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        //右视图, 每次只记录每一层最右边的数, 是不是就是
        //层寻遍历中, 在添加结点到list时, 我们只需要添加最后一个出队列的元素即可
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        if(root == null)return list;

        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);

        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();

            for(int i = 0; i < size; i++){
                root = queue.poll();

                if(i == size - 1) list.add(root.val);

                if(root.left != null)queue.add(root.left);
                if(root.right != null)queue.add(root.right);
            }
        }

        return list;
    }
}

lt.637. 二叉树的层平均值

[案例需求]

在这里插入图片描述

[思路分析]

  • 朴实无华的BFS, 层序遍历
  • 注意数据类型范围溢出问题!

[代码实现一, BFS]

/**
 * 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 {
    public List<Double> averageOfLevels(TreeNode root) {
        List<Double> list = new ArrayList<>();
        if(root == null)return list;

        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>(); 
        queue.add(root);

        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            double sum = 0;

            for(int i = 0; i < size; i++){
               root = queue.poll();
               sum += root.val;

               if(root.left != null)queue.add(root.left);
               if(root.right != null)queue.add(root.right);
            }

            double avrg = sum / size;
            list.add(avrg);
        }

        return list;
    }
}

lt.429, N 叉树的层序遍历

[案例需求]

在这里插入图片描述

[思路分析]

  • 一招鲜哎我吃遍天;
  • 结合Node的内部类声明, 我们可以发现所谓的N叉树其实就是把多个节点存储到一个List 中去的, 大体上跟层序遍历完全一致, 只是在原来遍历root 的左右结点基础上, 变为了遍历List , 添加到队列中去的.

[代码实现]

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public List<Node> children;

    public Node() {}

    public Node(int _val) {
        val = _val;
    }

    public Node(int _val, List<Node> _children) {
        val = _val;
        children = _children;
    }
};
*/

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(Node root) {
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();
        if(root == null)return lists;

        Queue<Node> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);

        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();

            List<Integer> list = new ArrayList<>();

            for(int i = 0; i < size; i++){
                root = queue.poll();
                list.add(root.val);

                if(root.children != null){
                    for(Node node : root.children){
                        queue.add(node);
                    }
                }
            }

            lists.add(list);
        }

        return lists;
    }
}

在这里插入图片描述

X.＜tag-数组和二分查找＞-lt.xx-xxxxxx + lt.xx-xxxxxx

lt.515. 在每个树行中找最大值

[案例需求]

在这里插入图片描述

[思路分析]

  • 题目要求是记录每一层的最大值, 我们只需要在层序遍历的基础上, 比较较大的值, 待该层遍历完成后,
  • 再把每层的最大值存入到list中即可.

[代码实现]

/**
 * 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 {
    public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        if(root == null) return list;

        Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
        queue.add(root);

        
        while(!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            int max = Integer.MIN_VALUE;

            for(int i = 0; i < size; i++){
                //每一层结点
                root = queue.poll();
                max = Math.max(root.val, max);

                if(root.left != null)queue.add(root.left);
                if(root.right != null)queue.add(root.right);
            }

            list.add(max);
        }

        return list;
    }
}

在这里插入图片描述

lt.240-搜索二维矩阵 ||

[案例需求]

[思路分析]

[代码实现]

lt.240-搜索二维矩阵 ||

[案例需求]

[思路分析]

[代码实现]
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