二叉树算法题总结二叉树集训

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我是靠谱客的博主斯文牛排，最近开发中收集的这篇文章主要介绍二叉树算法题总结二叉树集训，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

文章目录

二叉树集训
- 一、二叉树的基础知识复习
- - 1.朴素的DFS深搜二叉树
  - 2.翻转二叉树
  - 3.判断对称
  - 4.广度优先遍历bfs
  - 5.二叉树的深度
  - 6.num最大子序列
  - 7. 是否为子结构
  - 8.改造为双向链表
  - 9.找和为target路径
  - 10.搜索两节点的公共节点（二叉搜索树）
  - 11.搜索两节点的公共节点（二叉树）
  - 12. 广度优先搜索
- 二、二叉搜索树
- 三、二叉平衡树

二叉树集训

一、二叉树的基础知识复习

前序遍历（根-左-右）

中序遍历（左-根-右）

后序遍历（左-右-根）

671. 二叉树中第二小的节点

二叉树中寻找第二小的节点

如果一个节点有两个子节点的话，那么该节点的值等于两个子节点中较小的一个。

		2
        / 
       2   5
          / 
         5   7；
         
         
		2
       /   
      2     5
     /    / 
    2   4 5   7 ;
提出问题：
	这种情况如何判断4是最小？？？
    dfs的条件如何设置？？？ 当val!=-1&& val >=res 就返回。

1.朴素的DFS深搜二叉树

/**
 * 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 {

    int res;
    int min;

    public int findSecondMinimumValue(TreeNode root) {
        res = -1;
        min = root.val;
        dfs(root);
        return res;

    }

    public void dfs(TreeNode p){
        if(p==null) return;
        if(res!=-1&&p.val>=res){
            return;
        }
        if(p.val>min){
            res = p.val;
        }
        dfs(p.left);
        dfs(p.right);
    }
}

2.翻转二叉树

剑指 Offer 27. 二叉树的镜像

非常经典的翻转二叉树。

例如输入：

     4
   /   
  2     7
 /    / 
1   3 6   9
镜像输出：

     4
   /   
  7     2
 /    / 
9   6 3   1

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    /**
    递归思想
     */
    public TreeNode mirrorTree(TreeNode root) {
        if(root == null){
            return null;
        }
        TreeNode left = mirrorTree(root.left);
        TreeNode right = mirrorTree(root.right);

        root.left = right;
        root.right = left;

        return root;

    }
}

3.判断对称

剑指 Offer 28. 对称的二叉树

判断二叉树是否对称。

l.right == r.left && l.left == r.right。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {

        if(root==null) return true;

        return assertTree(root.right,root.left);

        

    }

    public boolean assertTree(TreeNode r,TreeNode l){
        if(r == null&& l == null) return true;

        if(r == null||l==null||r.val!=l.val) return false;

        return assertTree(r.right,l.left)&&assertTree(r.left,l.right);
    }
}

4.广度优先遍历bfs

剑指 Offer 32 - II. 从上到下打印二叉树 II

经典的BFS使用，使用队列存放每一层的元素，并且按照记录的每一层元素的个数出队。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    /**
    BFS循环，当队列为空时返回。

    queue.poll() 从队列头部删除一个元素，如果为空返回null
     */
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res= new ArrayList<>();
        // 判断边界条件
        if(root == null) return res;
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        
        queue.add(root);

        while(!queue.isEmpty()){
            //num表示该层的元素个数
            int num = queue.size();

            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            for(int i =0;i<num;i++){
                //出队 并放到 list中
                TreeNode node = queue.poll();
                list.add(node.val);
                //循环将所有下层的左右子节点入队
                if(node.left != null) queue.add(node.left);
                if(node.right != null) queue.add(node.right);
            }
            res.add(list);
        }
        return res;
    }
}

也可以用dfs解决。

5.二叉树的深度

剑指 Offer 55 - I. 二叉树的深度

递归寻找每次向下搜索不为空+1，由于有两个方向所以每次返回时取最大路径。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public int maxDepth(TreeNode root) {

        if(root == null){
            return 0;
        }
        return Math.max(maxDepth(root.left),maxDepth(root.right))+1;

    }
    
}

6.num最大子序列

437. 路径总和 III

之前做过数组类型的求和的最大子序列和乘积的最大子序列。

但这道题在二叉树中寻找累加等于target的路径数

/**
 * 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 {
    /**
    二叉树的深度优先搜索
     */
    
    public int pathSum(TreeNode root, int targetSum) {
        //边界条件
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int res = dfs(root,targetSum);
        res+=pathSum(root.left,targetSum);
        res+=pathSum(root.right,targetSum);

        return res;
        
    }

    public int dfs(TreeNode root,int targetSum){
        int res =0;
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int val = root.val;
        if(val == targetSum){
            res++;
        }
        res+=dfs(root.left,targetSum-val);
        res+=dfs(root.right,targetSum-val);
        return res;
    }
}

7. 是否为子结构

剑指 Offer 26. 树的子结构

判断一棵树是不是另外一棵树的子结构，空树不是任何一棵树的子结构。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    /**
    使用递归来判断是不是子节点
    这里使用了两个递归
    B是A的子结构
     */
    public boolean isSubStructure(TreeNode A, TreeNode B) {
        //前置条件
        if(A==null||B == null){
            return false;
        }

        //第一个递归寻找当前节点下是否存在相同的子树
        if(isEqualTree(A,B)){
            return true;
        }

        // 左子树右子树两个方向进行递归
        return isSubStructure(A.left,B)||isSubStructure(A.right,B);
    }

    public boolean isEqualTree(TreeNode a, TreeNode b){
        // 如果b树被遍历完，就可以判定为真
        if(b==null) return true;
        // 如果a树被遍历完，还没有找到b树，就可以判定为假
        if(a == null||a.val!=b.val) return false;


        return isEqualTree(a.left,b.left) && isEqualTree(a.right,b.right);


    }
}

8.改造为双向链表

剑指 Offer 36. 二叉搜索树与双向链表

转换成双向链表的顺序是 1-2-3-4-5

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public Node left;
    public Node right;

    public Node() {}

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

    public Node(int _val,Node _left,Node _right) {
        val = _val;
        left = _left;
        right = _right;
    }
};
*/
class Solution {
    // 临时变量 用于存储值
    Node pre,head;
    public Node treeToDoublyList(Node root) {
        // 边界
        if(root == null) return null;
        // 用有个dfs来连接链表
        dfs(root);

        // 最后进行首尾连接
        head.left = pre;
        pre.right = head;
        

        return head;

    }
    public void dfs(Node cur){
        //结束条件
        if(cur == null) return;
        //中序遍历  head的作用只用于储存第一个节点，
        dfs(cur.left);
        if(pre==null) {
            head =cur;
        }else if(pre != null){
            pre.right =cur;// pre储存上一个节点，二叉树不是双向的
        }
        // 连接 双向链表
        cur.left = pre;

        pre = cur;

        dfs(cur.right);

    }
}

9.找和为target路径

剑指 Offer 34. 二叉树中和为某一值的路径

注意要求是从根节点到叶子节点路径总和等于给定目标和的路径。

只需要考虑遍历所以分支就可以了

/**
 * 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 {
    /**
        进行递归
     */
    List<List<Integer>> res;
    int target;
    public List<List<Integer>> pathSum(TreeNode root, int target) {
        res = new LinkedList<>();
        this.target = target;
        LinkedList<Integer> list = new LinkedList<>();

        dfs(root,0,list);


        return res;
    }

    public void dfs(TreeNode root,int sum,LinkedList<Integer> list){
        if(root == null){
            return;
        }

        //  从根节点到叶子节点 路径总和等于给定目标和的路径。
        if(root.left==null&&root.right == null){
            if(sum+root.val == target){
                list.add(root.val);
                res.add(new LinkedList<Integer>(list));
                list.removeLast();
            }

            return;
        }
        

        // 回溯
        list.add(root.val);
        dfs(root.left,sum+root.val,list);
        dfs(root.right,sum+root.val,list);

        list.removeLast();

    }
}

10.搜索两节点的公共节点（二叉搜索树）

剑指 Offer 68 - I. 二叉搜索树的最近公共祖先

注意是二叉搜索树。回溯的思想可以粗略的理解为利用return 调用方法去探索不同分支。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {

    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        // 边界条件
        if(root == null){
            return null;
        }
        // 利用二叉搜索树的性质
        // 父节点值大小在两个值的中间部分
        if(root.val>p.val&&root.val>q.val){
            return lowestCommonAncestor(root.left,p,q);
        }

        if(root.val<p.val&&root.val<q.val){
            return lowestCommonAncestor(root.right,p,q);
        }
        return root;       
    }

}

11.搜索两节点的公共节点（二叉树）

剑指 Offer 68 - II. 二叉树的最近公共祖先

这个是二叉树，需要完全遍历。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    /***
    1.一个左子树，一个右子树，
    2.两个都在左
    3.都在右
     */
    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        if(root== null) return null;

        if(root == p|| root==q){
            return root;
        }
        TreeNode left =lowestCommonAncestor(root.left,p,q);
        TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right,p,q);

        if(left!=null&&right!=null){
            return root;
        }

        if(left==null){
            return right;
        }

        if(right == null){
            return left;
        }

        return null;

    }

    
}

12. 广度优先搜索

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        // 边界条件
        if(root==null) return res;
        Queue<TreeNode> d = new LinkedList<>(); 

        d.add(root);
        int counter =1;
       
        while(!d.isEmpty()){
            int num=d.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            for(int i = 0;i<num;i++){
                TreeNode node = d.poll();
                list.add(node.val);
                if(node.left!=null) d.add(node.left);
                if(node.right!=null) d.add(node.right);
                
            }
            res.add(list);

        }
        for(int i =1;i<res.size();i+=2){
            Collections.reverse(res.get(i));
        }

        return res;
    }
}

二、二叉搜索树

又叫二叉排序树，二叉查找树，如果左子树不为空，左子树的值小于根节点的值。如果右子树不为空，右子树的值大于根节点的值。

剑指 Offer 54. 二叉搜索树的第k大节点

可能出现的情况的是

       5
      / 
     3   6
    / 
   2   4
  /
 1
 	k = 3;  res = 4  root节点先遍历右子树。   每遍历一个k--;如果向右没有找到那么就返回去遍历上个节点的左子树，左子树存在如果 k 不为1 那么就去遍历右子树。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    /**
        右子树节点为 大于的值
     */
    int res,k;
    public int kthLargest(TreeNode root, int k) {
        this.res = 0;
        this.k = k;

        dfs(root);

        return res;

    }

    public void dfs(TreeNode root){
        if(root==null)return;
        dfs(root.right);
        if(k==0)return;

        if(--k == 0){
            res = root.val;
            return;
        }
        
        dfs(root.left);


    }
}

230. 二叉搜索树中第K小的元素

中序遍历

/**
 * 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 {
    /**
    二叉搜索树 做左子树 < 根节点 < 右子树
    中序遍历左子树 - 根节点 -右子树的顺序进行的
    二叉搜素树的中序遍历是按照增加的顺序进行的。
    使用中序遍历 找到第k小的元素
     */
    public int kthSmallest(TreeNode root, int k) {
        Deque<TreeNode> stack = new ArrayDeque<TreeNode>();

        // 中序遍历

        while(root != null || !stack.isEmpty()){
            while(root!= null){
                // 把所有的根节点+左子树压入栈中
                stack.push(root);
                root = root.left;
            }
            root = stack.pop();
            k--;
            if(k==0){
                break;
            }
            root =root.right;
        }
        return root.val;
    }
}

剑指 Offer 33. 二叉搜索树的后序遍历序列

class Solution {
    /**
    后序遍历：左子树  右子树  根节点 ；
    根据这个特点 根节点一定在最后


     */
    public boolean verifyPostorder(int[] postorder) {

        Deque<Integer> stack = new LinkedList<>();
        int pre = Integer.MAX_VALUE;

        // 最后的一定是根节点
        for(int i= postorder.length-1;i>=0;i--){
            // 左子树元素小于栈中的元素
            if(postorder[i]>pre){
                return false;
            }
            while(!stack.isEmpty()&&postorder[i]<stack.peek()){
                pre = stack.pop();
            }

            stack.push(postorder[i]);
        }

        


        return true;
    }
}

三、二叉平衡树

他是一棵空树或它的左右两个子树的高度差绝对值不超过1，并且左右两个子树都是一棵平衡二叉树。平衡二叉树较好的解决了二叉查找树退化成链表的问题。相对于二叉查找树稳定了许多。

平衡二叉树和二叉查找树大部分操作类似，但是平衡二叉树在插入删除时平衡可能会改变。

剑指 Offer 55 - II. 平衡二叉树

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    /**
        平衡二叉树：
     */
    boolean res=true;
    public boolean isBalanced(TreeNode root) {

        // 边界条件
        if(root==null) return true;
        count_height(root);
        
        return res;
    } 

    public int count_height(TreeNode root){
        if(root == null){
            return 0;
        }

        int left = count_height(root.left);
        int right = count_height(root.right);

        if(Math.abs(left-right)>1){
            res = false;
        }

        return Math.max(left,right)+1;

    }
}

最后

以上就是斯文牛排为你收集整理的二叉树算法题总结二叉树集训的全部内容，希望文章能够帮你解决二叉树算法题总结二叉树集训所遇到的程序开发问题。

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本图文内容来源于网友提供，作为学习参考使用，或来自网络收集整理，版权属于原作者所有。

本文分类：LeetCode算法实战
浏览次数：127 次浏览
发布日期：2023-12-01 19:20:05
本文链接：https://www.kaopuke.com/article/k-p-k_13_u_23_o_10_f5_14__7__2_2.html

二叉树算法题总结二叉树集训

概述

文章目录

二叉树集训

一、二叉树的基础知识复习

1.朴素的DFS深搜二叉树

2.翻转二叉树

3.判断对称

4.广度优先遍历bfs

5.二叉树的深度

6.num最大子序列

7. 是否为子结构

8.改造为双向链表

9.找和为target路径

10.搜索两节点的公共节点（二叉搜索树）

11.搜索两节点的公共节点（二叉树）

12. 广度优先搜索

二、二叉搜索树

三、二叉平衡树

最后

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二叉树算法题总结二叉树集训

概述

文章目录

二叉树集训

一、二叉树的基础知识复习

1.朴素的DFS深搜二叉树

2.翻转二叉树

3.判断对称

4.广度优先遍历bfs

5.二叉树的深度

6.num最大子序列

7. 是否为子结构

8.改造为双向链表

9.找和为target路径

10.搜索两节点的公共节点（二叉搜索树）

11.搜索两节点的公共节点（二叉树）

12. 广度优先搜索

二、二叉搜索树

三、二叉平衡树

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