二叉树的操作

二叉树是树结构中的一种,有且最多只有两个子节点。这里将列举一些常见的操作及我的解法,具体介绍及题目在这LeetCode

  • 遍历
    1.前序遍历
    2.中序遍历
    3.后序遍历
    4.层序遍历
  • 递归问题
    1.树的深度
    2.镜像树
    3.是否存在跟到叶子节点的路径
    4.由中序后序得出二叉树
    5.由前序中序得出二叉树
    6.最近父节点
  • 其他
    1.层级链接

遍历


遍历的方式共四种,除了常见的前序、中序、后序的三种外,这里还增加了层序遍历。
前序遍历:中左右
中序遍历:左中右
后序遍历:左右中
可以看出前、中、后表示的是父节点所在的位置。

层序遍历则是一层一层由左至右遍历。

前序遍历

    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        if(root==null){
            return list;
        }
        list.add(root.val);
        list.addAll(preorderTraversal(root.left));
        list.addAll(preorderTraversal(root.right));
        return list;
    }

中序遍历

    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        if(root==null){
            return list;
        }
        list.addAll(inorderTraversal(root.left));
        list.add(root.val);
        list.addAll(inorderTraversal(root.right));
        return list;
    }

后序遍历

    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        if(root==null){
            return list;
        }
        list.addAll(postorderTraversal(root.left));
        list.addAll(postorderTraversal(root.right));
        list.add(root.val);
        return list;
    }

层序遍历

    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        LinkedList<TreeNode> queue=new LinkedList<TreeNode>();
        
        ArrayList<Integer> levelList=new ArrayList<Integer>();
        ArrayList<List<Integer>> list=new ArrayList<List<Integer>>();
        
        queue.offer(root);
        while(!queue.isEmpty()){
            int size=queue.size();
            for(int i=0;i<size;i++){
                TreeNode node=queue.poll();
                if(node==null) continue;
                levelList.add(node.val);
                if(node.left!=null){
                    queue.offer(node.left);
                }
                if(node.right!=null){
                    queue.offer(node.right);
                }
                if(i==size-1){
                    list.add(levelList);
                    levelList=new ArrayList<Integer>();
                }
            }
        }
        
        return list;
    }

递归问题


树的深度

    public int maxDepth(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return 0;
        }
        int l=maxDepth(root.left);
        int r=maxDepth(root.right);
        return l>r?l+1:r+1;
    }

镜像树

    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return true;
        }
        return st(root.left,root.right);
    }
    
    public boolean st(TreeNode lNode,TreeNode rNode){
        if(lNode==null&&rNode==null){
            return true;
        }else if(lNode!=null&&rNode!=null){
            return (lNode.val==rNode.val) && st(lNode.left,rNode.right) && st(lNode.right,rNode.left);
        }else{
            return false;
        }
    }

是否存在跟到叶子节点的路径(我认为这种翻译比较合适)

    public boolean hasPathSum(TreeNode root, int sum) {
        if(root==null){
            return false;
        }
        
        if(root.left==null&&root.right==null&&root.val==sum){
            return true;
        }
        
        return hasPathSum(root.left,sum-root.val)||hasPathSum(root.right,sum-root.val);
    }

由中序后序得出二叉树

    public TreeNode buildTree(int[] inorder, int[] postorder) {
        
        if(postorder.length<1){
            return null;
        }
        TreeNode root=new TreeNode(postorder[postorder.length-1]);
        
        int position=0;
        for(int i=0;i<inorder.length;i++){
            if(root.val==inorder[i]){
                position=i;
                break;
            }
        }
        int[] inorderL=new int[position];
        int[] inorderR=new int[inorder.length-1-position];
        
        int[] postorderL=new int[position];
        int[] postorderR=new int[inorder.length-1-position];
        
        System.arraycopy(inorder,0,inorderL,0,position);
        System.arraycopy(inorder,position+1,inorderR,0,inorder.length-1-position);
        
        System.arraycopy(postorder,0,postorderL,0,position);
        System.arraycopy(postorder,position,postorderR,0,inorder.length-1-position);
        
        root.left=buildTree(inorderL,postorderL);
        root.right=buildTree(inorderR,postorderR);
        
        return root;
    }

由前序中序得出二叉树

    public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
        if(preorder.length<1){
            return null;
        }
        TreeNode root=new TreeNode(preorder[0]);
        
        int position=0;
        for(int i=0;i<inorder.length;i++){
            if(root.val==inorder[i]){
                position=i;
                break;
            }
        }
        
        int[] inorderL=new int[position];
        int[] inorderR=new int[inorder.length-1-position];
        int[] preorderL=new int[position];
        int[] preorderR=new int[inorder.length-1-position];
        
        System.arraycopy(inorder,0,inorderL,0,position);
        System.arraycopy(inorder,position+1,inorderR,0,inorder.length-1-position);
        System.arraycopy(preorder,1,preorderL,0,position);
        System.arraycopy(preorder,position+1,preorderR,0,inorder.length-1-position);
        
        root.left=buildTree(preorderL,inorderL);
        root.right=buildTree(preorderR,inorderR);
        
        return root;
    }

最近父节点

    private TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        if (root == null) {
            return null;
        }

        if (root.val == p.val) return p;
        if (root.val == q.val) return q;

        TreeNode left = lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
        TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right, p, q);

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

        return left != null ? left : right;
    }

其他


层级链接

    private void connect(TreeLinkNode root) {
        LinkedList<TreeLinkNode> queue = new LinkedList<TreeLinkNode>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                TreeLinkNode node = queue.poll();
                if (i == size - 1) {
                    node.next = null;
                } else {
                    node.next = queue.peek();
                }
                if (node.left != null) {
                    queue.offer(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.offer(node.right);
                }
            }
        }
    }

由于具体的题目都在LeetCode,所以这里只给贴出了解决方案。具体的代码

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