leetcode算法(112.路径总和)

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class Solution {
private:
    // 递归遍历函数,cur表示当前节点,count表示当前还需要凑足的和
    bool traversal(TreeNode* cur, int count) {
        // 如果当前节点是叶子节点,并且count已经减到0,说明找到了一条路径
        if (cur->left==NULL && cur->right==NULL && count == 0) return true; 
        // 如果当前节点是叶子节点但count不为0,说明这条路径和不符合要求
        if (cur->left==NULL && cur->right==NULL && count!=0) return false; 

        // 如果存在左子节点
        if (cur->left) { // 左
            count -= cur->left->val; // 递归前:将左子节点的值从count中减去(进入路径)
            if (traversal(cur->left, count)) return true; // 递归进入左子树
            count += cur->left->val; // 回溯:恢复count的值(撤销选择)
        }
        
        // 如果存在右子节点
        if (cur->right) { // 右
            count -= cur->right->val; // 递归前:将右子节点的值从count中减去(进入路径)
            if (traversal(cur->right, count)) return true; // 递归进入右子树
            count += cur->right->val; // 回溯:恢复count的值(撤销选择)
        }
        
        // 左右子树都没有找到符合条件的路径
        return false;
    }

public:
    // 判断是否存在从根节点到叶子节点的路径,其节点值之和等于sum
    bool hasPathSum(TreeNode* root, int sum) {
        // 处理空树的情况
        if (root == NULL) return false;
        // 调用递归函数,初始时已经包含了根节点的值(sum - root->val)
        return traversal(root, sum - root->val);
    }
};
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 举例: 
        5
       / \
      4   8
     /   / \
    11  13  4
   /  \      \
  7    2      1

步骤1:主函数调用

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hasPathSum(root, 22)
  • root != NULL,所以继续

  • 调用 traversal(root, 22 - 5),即 traversal(root, 17)

    • 初始 cur = 节点5 count = 17

步骤2:进入 traversal(节点5, 17)

  • 节点5不是叶子节点(有左右子节点)

  • 先处理左子树:

cpp 复制代码
if (cur->left) { // 节点5有左子节点4
    count -= cur->left->val;  // count = 17 - 4 = 13
    if (traversal(cur->left, 13)) return true; 
    // 递归进入节点4

}

步骤3:进入 traversal(节点4, 13)

  • 节点4不是叶子节点(有左子节点11)

  • 处理左子树:

cpp 复制代码
if (cur->left) { // 节点4有左子节点11
    count -= cur->left->val;  // count = 13 - 11 = 2
    if (traversal(cur->left, 2)) return true;  // 递归进入节点11
    // 注意:这里进入递归,后面可能找到路径直接返回true
}

步骤4:进入 traversal(节点11, 2)

cpp 复制代码
if (cur->left) { // 节点11有左子节点7
    count -= cur->left->val;  // count = 2 - 7 = -5
    if (traversal(cur->left, -5)) return true;  // 递归进入节点7
}

步骤5:进入 traversal(节点7, -5)

  • 节点7是叶子节点(左右子节点都为空)

  • 检查条件:

cpp 复制代码
if (cur->left==NULL && cur->right==NULL && count == 0)  // false,因为count = -5 ≠ 0
if (cur->left==NULL && cur->right==NULL && count != 0) return false;  
// 满足条件,返回false
  • 返回 false 到步骤4

步骤6:回到 traversal(节点11, 2)

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// 左子树递归结束,返回false
// 所以继续将 7 加上
count += cur->left->val;  // count = -5 + 7 = 2(回溯)

// 现在处理右子树
if (cur->right) { // 节点11有右子节点2
    count -= cur->right->val;  // count = 2 - 2 = 0
    if (traversal(cur->right, 0)) return true;  // 递归进入节点2
}

步骤7:进入 traversal(节点2, 0)

  • 节点2是叶子节点

  • 检查条件:

cpp 复制代码
if (cur->left==NULL && cur->right==NULL && count == 0)  
// 完全满足!返回true
  • 返回 true 到步骤6

步骤8:回到 traversal(节点11, 2)

cpp 复制代码
if (traversal(cur->right, 0)) return true;  // 这个调用返回了true
// 所以直接返回true,不再执行后面的回溯
  • 返回 true 到步骤3

步骤9:回到 traversal(节点4, 13)

cpp 复制代码
if (traversal(cur->left, 2)) return true;  // 这个调用返回了true
// 直接返回true
  • 返回 true 到步骤2

步骤10:回到 traversal(节点5, 17)

cpp 复制代码
if (traversal(cur->left, 13)) return true;  // 这个调用返回了true
// 直接返回true,不再处理右子树
  • 返回 true 到步骤1

步骤11:主函数

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return traversal(root, sum - root->val);  // 返回true
  • 最终结果为 true
复制代码
开始: 节点5, count=17
├─ 进入左子节点4: count=13
│   ├─ 进入左子节点11: count=2
│   │   ├─ 进入左子节点7: count=-5 → 不是叶子节点or count≠0 → false ⇠
│   │   └─ 进入右子节点2: count=0 → 叶子节点且count=0 → true ✓
│   │       找到路径: 5→4→11→2
│   └─ 返回true ⇠
└─ 返回true ⇠

为什么需要最后(return false)返回false?

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    1
   / \
  2   3          targetSum = 5

步骤1:主函数调用

复制代码
hasPathSum(root, 5)
  • root != NULL,继续

  • 调用 traversal(root, 5 - 1),即 traversal(节点1, 4)

    • cur = 节点1count = 4

步骤2:进入 traversal(节点1, 4)

  • 节点1不是叶子节点(有左右子节点2和3)

  • 先处理左子树:

cpp 复制代码
if(cur->left) {  // 节点1有左子节点2,true
    count -= cur->left->val;  // count = 4 - 2 = 2
    if(traversal(cur->left, 2)) return true;  // 递归进入节点2
    // 等待递归结果...
}

步骤3:进入 traversal(节点2, 2)

  • 节点2是叶子节点(左右子节点都为空)

  • 检查条件:

cpp 复制代码
if(cur->left==NULL && cur->right==NULL && count!=0)  // count=2≠0
    return false;  
    // 返回false
  • 返回 false 到步骤2

步骤4:回到 traversal(节点1, 4)

cpp 复制代码
// 左子树递归返回false
count += cur->left->val;  // count = 2 + 2 = 4(回溯)

// 继续处理右子树
if(cur->right) {  // 节点1有右子节点3,true
    count -= cur->right->val;  // count = 4 - 3 = 1
    if(traversal(cur->right, 1)) return true;  // 递归进入节点3
    // 等待递归结果...
}

步骤5:进入 traversal(节点3, 1)

  • 节点3是叶子节点

  • 检查条件:

cpp 复制代码
if(cur->left==NULL && cur->right==NULL && count!=0)  // count=1≠0
    return false;  
    // 返回false
  • 返回 false 到步骤4

步骤6:回到 traversal(节点1, 4)

cpp 复制代码
// 右子树递归返回false
count += cur->right->val;  // count = 1 + 3 = 4(回溯)

// 现在函数执行到这里,需要返回值...
// 问题所在:你的代码缺少 return false; 语句!

这就是问题!

函数执行到这里应该返回 false,因为左右子树都没有找到路径,但代码要有返回语句return false。

cpp 复制代码
return false;  // 左右子树都没有找到路径
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