力扣刷题 二叉树层序遍历相关题目II

NO.116 填充每个节点的下一个右侧节点指针

给定一个 完美二叉树,其所有叶子节点都在同一层,每个父节点都有两个子节点。二叉树定义如下:

复制代码
struct Node {
  int val;
  Node *left;
  Node *right;
  Node *next;
}

填充它的每个 next 指针,让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点,则将 next 指针设置为 NULL

初始状态下,所有 next 指针都被设置为 NULL

示例 1:

复制代码
输入:root = [1,2,3,4,5,6,7]
输出:[1,#,2,3,#,4,5,6,7,#]
解释:给定二叉树如图 A 所示,你的函数应该填充它的每个 next 指针,以指向其下一个右侧节点,如图 B 所示。序列化的输出按层序遍历排列,同一层节点由 next 指针连接,'#' 标志着每一层的结束。

示例 2:

复制代码
输入:root = []
输出:[]

本题难点在于如何填充每个节点的next 指针,让这个指针指向其下一个右侧节点。如何获取队列中下一个节点,我们还没有遍历到下一个节点,怎么能获取下一个节点的指针呢?

这里的思路是保存上一个遍历节点的指针,让它的next指针指向当前节点。是不是很巧妙,和我们自然的思路不太一样。

因为我们用到了前节点的变量,而头节点并没有前节点,所以需要单独考虑情况。

完整代码如下

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
          queue<Node*> que;
          if(root != NULL){
            que.push(root);
          }
          while(!que.empty()){
            // 如何判断每一层的个数
            //记录队列的大小
            int size = que.size();
            //建立当前节点
            Node* node;
            Node* prenode;
            // 遍历队列,放入数组
             for(int i = 0; i < size; i++ ){
                //如果遍历到这一层的头节点
                if(i == 0){
                    node = que.front();
                    prenode = node;
                }
                else{
                   //出队列第一个元素放入数组
                   node = que.front();
                   //上一个节点的next指针指向当前节点
                   prenode->next = node;
                   //将前节点更新为当前节点
                   prenode = node;
                }
                //将左右节点入队列
                if(node->left) que.push(node->left);
                if(node->right) que.push(node->right);
                //将当前节点弹出
                que.pop();
             }
             //这一层遍历完,将最后一个元素的next设置为null
             node->next = NULL;
          }
    return root;
    }
};

总结与反思

层序遍历最关键的是深刻理解整个for循环是每一层遍历的核心,这样添加代码就会更加自如,知道是在层前还是层中还是层后。

写完代码,可以验证一遍测试用例,发现bug,避免显而易见的错误。

NO.117 填充每个节点的下一个右侧节点指针II

给定一个二叉树:

复制代码
struct Node {
  int val;
  Node *left;
  Node *right;
  Node *next;
}

填充它的每个 next 指针,让这个指针指向其下一个右侧节点。如果找不到下一个右侧节点,则将 next 指针设置为 NULL

初始状态下,所有 next 指针都被设置为 NULL

示例 1:

复制代码
输入:root = [1,2,3,4,5,null,7]
输出:[1,#,2,3,#,4,5,7,#]
解释:给定二叉树如图 A 所示,你的函数应该填充它的每个 next 指针,以指向其下一个右侧节点,如图 B 所示。序列化输出按层序遍历顺序(由 next 指针连接),'#' 表示每层的末尾。

示例 2:

复制代码
输入:root = []
输出:[]

这道题目说是二叉树,但116题目说是完整二叉树,其实没有任何差别,一样的代码一样的逻辑一样的味道

完整代码如下

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    Node* connect(Node* root) {
          queue<Node*> que;
          if(root != NULL){
            que.push(root);
          }
          while(!que.empty()){
            // 如何判断每一层的个数
            //记录队列的大小
            int size = que.size();
            //建立当前节点
            Node* node;
            Node* prenode;
            // 遍历队列,放入数组
             for(int i = 0; i < size; i++ ){
                //如果遍历到这一层的头节点
                if(i == 0){
                    node = que.front();
                    prenode = node;
                }
                else{
                   //出队列第一个元素放入数组
                   node = que.front();
                   //上一个节点的next指针指向当前节点
                   prenode->next = node;
                   //将前节点更新为当前节点
                   prenode = node;
                }
                //将左右节点入队列
                if(node->left) que.push(node->left);
                if(node->right) que.push(node->right);
                //将当前节点弹出
                que.pop();
             }
             //这一层遍历完,将最后一个元素的next设置为null
             node->next = NULL;
          }
    return root;
    }
};

NO.104 二叉树的最大深度

给定一个二叉树 root ,返回其最大深度。

二叉树的 最大深度 是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

示例 1:

复制代码
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出:3

示例 2:

复制代码
输入:root = [1,null,2]
输出:2

完整代码如下

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int maxDepth(TreeNode* root) {
          queue<TreeNode*> que;
          //记录最大深度
          int depth = 0;
          if(root != NULL){
            que.push(root);
          }
          while(!que.empty()){
            // 如何判断每一层的个数
            //记录队列的大小
            int size = que.size();
            // 遍历队列,放入数组
             for(int i = 0; i < size; i++ ){
                TreeNode* node = que.front();
                //将左右节点入队列
                if(node->left) que.push(node->left);
                if(node->right) que.push(node->right);
                //将当前节点弹出
                que.pop();
             } 
             depth++;
          }
    //循环结束说明遍历完最后一层,返回深度
    return depth;
    }
};

NO.111 二叉树的最小深度

给定一个二叉树,找出其最小深度。

最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。

**说明:**叶子节点是指没有子节点的节点。

示例 1:

复制代码
输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出:2

示例 2:

复制代码
输入:root = [2,null,3,null,4,null,5,null,6]
输出:5

完整代码如下

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    int minDepth(TreeNode* root) {
          queue<TreeNode*> que;
          //记录深度
          int depth = 0;
          if(root != NULL){
            que.push(root);
          }
          while(!que.empty()){
            // 如何判断每一层的个数
            //记录队列的大小
            int size = que.size();
            // 遍历队列,放入数组
            depth++;
             for(int i = 0; i < size; i++ ){
                TreeNode* node = que.front();
                //一旦找到叶子节点就返回深度
                if(node->left == NULL && node->right == NULL) 
                   return depth;
                //将左右节点入队列
                if(node->left) que.push(node->left);
                if(node->right) que.push(node->right);
                //将当前节点弹出
                que.pop();
             } 
          }
    return 0;
    }
};
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