代码随想录算法训练营第十八天

力扣题部分:

530.二叉搜索树的最小绝对差

题目链接:

题面:

给你一个二叉搜索树的根节点 root ,返回 树中任意两不同节点值之间的最小差值

差值是一个正数,其数值等于两值之差的绝对值。

思路:

写关于二叉搜索树的问题,一定要先掌握二叉搜索树的性质。

知道中序遍历递增其实这道题就是送分题了,通过中序遍历创造数组遍历一遍就好。

代码实现:

501.二叉搜索树中的众数

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

题面:

给你一个含重复值的二叉搜索树(BST)的根节点 root ,找出并返回 BST 中的所有 众数(即,出现频率最高的元素)。

如果树中有不止一个众数,可以按 任意顺序 返回。

假定 BST 满足如下定义:

  • 结点左子树中所含节点的值 小于等于 当前节点的值
  • 结点右子树中所含节点的值 大于等于 当前节点的值
  • 左子树和右子树都是二叉搜索树

思路:

最好想的办法就是创造中序数组,由题意可知该数组是非递减数组,找众数可以先遍历一遍确定最大重复次数,再遍历一遍将重复次数达到最大值的数压进新数组最后return新数组。

代码实现:

236. 二叉树的最近公共祖先

题目链接:. - 力扣(LeetCode)

题面:

给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

百度百科中最近公共祖先的定义为:"对于有根树 T 的两个节点 p、q,最近公共祖先表示为一个节点 x,满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大(一个节点也可以是它自己的祖先)。"

思路:

题目给了两个节点让我们找公共祖先,可二叉树从根节点出发往下找容易,怎么从叶子节点往上找呢?

好像只有这个方法了:通过递归函数并回溯往上找节点。

由于后序遍历是左右中,先检查左右节点再回溯到中间节点,相比其他两个遍历顺序更适合这道题的逻辑,所以我们采用后序遍历。

首先最容易想到的一个情况:如果找到一个节点,发现左子树出现结点p,右子树出现节点q,或者 左子树出现结点q,右子树出现节点p,那么该节点就是节点p和q的最近公共祖先。

我们将其视为情况一,如图所示:

判断逻辑是 如果递归遍历遇到q,就将q返回,遇到p 就将p返回,那么如果 左右子树的返回值都不为空,说明此时的中节点,一定是q 和p 的最近祖先。

还有一种情况容易被忽略,我们视为情况二:

其实情况一 和 情况二 代码实现过程都是一样的,因为遇到 q 或者 p 就返回,这样也包含了 q 或者 p 本身就是 公共祖先的情况。可以说,实现情况一的逻辑,顺便包含了情况二。这就是为什么很多人可能没想到这一情况用递归也能AC。

下面再来我们熟悉的递归三部曲:

确定递归函数返回值以及参数

关于这个方面的判断方法我们在回顾一下:

  • 如果需要搜索整棵二叉树且不用处理递归返回值,递归函数就不要返回值。
  • 如果需要搜索整棵二叉树且需要处理递归返回值,递归函数就需要返回值。
  • 如果要搜索其中一条符合条件的路径,那么递归一定需要返回值,因为遇到符合条件的路径了就要及时返回。

如果需要递归函数返回值,来告诉我们是否找到节点q或者p,那么返回值为bool类型就可以了。

但我们还要返回最近公共节点,可以利用上题目中返回值是TreeNode * ,那么如果遇到p或者q,就把q或者p返回,返回值不为空,就说明找到了q或者p。

确定终止条件

先把终止代码贴上:

cpp 复制代码
if (root == q || root == p || root == NULL) return root;

那么我们来说一说,如果 root == q,或者 root == p,说明找到 q p ,则将其返回,这个返回值,后面在中节点的处理过程中会用到,那么中节点的处理逻辑,下面讲解。

确定单层递归逻辑

值得注意的是 本题函数有返回值,是因为回溯的过程需要递归函数的返回值做判断,但本题我们依然要遍历树的所有节点。

如果递归函数有返回值,如何区分要搜索一条边,还是搜索整个树呢?

搜索一条边的写法:

cpp 复制代码
if (递归函数(root->left)) return ;

if (递归函数(root->right)) return ;

搜索整个树写法:

cpp 复制代码
left = 递归函数(root->left);
right = 递归函数(root->right);
left与right的逻辑处理;

看出它们的区别了没?

在递归函数有返回值的情况下:如果要搜索一条边,递归函数返回值不为空的时候,立刻返回,如果搜索整个树,直接用一个变量left、right接住返回值,这个left、right后序还有逻辑处理的需要,也就是后序遍历中处理中间节点的逻辑(也是回溯)

那么为什么要遍历整棵树呢?直观上来看,找到最近公共祖先,直接一路返回就可以了。

(就像图中一样直接返回7)

然而,找到这两个节点位置的过程需要遍历整棵树,我们不能马上停止找的过程。

也就是说还要遍历根节点右子树(即使此时已经找到了目标节点了),也就是图中的节点4、15、20。

所以此时大家要知道我们要遍历整棵树。知道这一点,对本题就有一定深度的理解了。

然后我们需要理解一下下面的搜索代码逻辑:

先用left和right接住左子树和右子树的返回值然后进行left 和 right的逻辑处理:

如果left 和 right都不为空,说明此时root就是最近公共节点。这个比较好理解

如果都为空就返回空,这没啥好说的。

如果left为空,right不为空,就返回right,说明目标节点是通过right返回的,反之依然

关于上一行的逻辑,如果还有点懵可以结合下图理解:

图中节点10的左子树返回null,右子树返回目标值7,那么此时节点10的处理逻辑就是把右子树的返回值(最近公共祖先7)返回上去!

下面是一个搜索例子的全部搜索流程图:

说了这么多,相信你已经可以理解下面代码实现的具体代码了

代码实现:

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