2026-10-20:统计二叉树中支配节点的数量。用go语言,给定一棵完全二叉树的根节点 root,树中每个节点都有一个值。 对于一个节点 x,考察由 x 本身

2026-10-20:统计二叉树中支配节点的数量。用go语言,给定一棵完全二叉树的根节点 root,树中每个节点都有一个值。

对于一个节点 x,考察由 x 本身以及它的全部后代节点组成的子树。如果 x 的值恰好等于这个子树中所有节点值的最大值,那么就称 x 是一个支配节点。

完全二叉树是指:除了最后一层之外,其余每一层都被节点填满;最后一层的节点则按照从左到右的顺序尽量靠左排列。

现在需要统计并返回这棵树中支配节点的总数。

树中的节点数量在范围 1, 100000 内。

1 <= Node.val <= 1000000000。

保证给定的树是一棵完全二叉树。

输入: root = 5,3,8,2,4,7,1。

输出: 5。

解释:

值为 2、4、7 和 1 的叶节点都是支配节点。

值为 8 的节点是支配节点,因为它的值是其子树 8, 7, 1 中的最大值。

因此,答案为 5。

题目来自力扣3997。

大体步骤如下:

  1. 明确递归函数的职责

    定义一个递归函数,用来处理以某个节点为根的子树。它的核心任务是:返回这棵子树中所有节点值的最大值。同时,在递归过程中统计支配节点的数量。

  2. 处理空节点

    如果当前节点为空,说明已经越过了叶子节点。此时直接返回 0。

    题目中节点值都大于等于 1,所以把空子树的"最大值"设为 0 不会影响后续比较,也能让叶子节点自然地被判断为支配节点。

  3. 先递归处理左右子树

    对于当前节点,先分别递归处理它的左子树和右子树。

    左子树递归结束后会返回左子树中的最大值,右子树递归结束后会返回右子树中的最大值。

    因为先处理左右子树,再处理当前节点,所以整体是一个后序遍历式的深度优先搜索。

  4. 计算当前节点后代子树中的最大值

    将左子树返回的最大值和右子树返回的最大值进行比较,取较大的一个,记为 mx。

    此时 mx 表示当前节点的左右子树中所有节点值的最大值,不包含当前节点本身。

  5. 判断当前节点是否为支配节点

    比较当前节点的值和 mx。

    如果当前节点的值大于或等于 mx,说明当前节点值不小于它所有后代节点中的最大值。

    又因为子树最大值一定来自"当前节点本身"或"后代节点",所以此时当前节点值就是整棵子树的最大值。

    因此当前节点满足"节点值等于子树中所有节点值的最大值"的条件,支配节点数量加一。

    如果当前节点值小于 mx,说明后代中存在比当前节点更大的值,当前节点不可能是子树最大值,不计数。

  6. 返回当前子树的整体最大值

    如果当前节点被判定为支配节点,也就是当前节点值大于或等于后代最大值,那么整棵子树的最大值就是当前节点值,于是把 mx 更新为当前节点值。

    如果当前节点不是支配节点,说明后代最大值 mx 已经大于当前节点值,整棵子树最大值仍然是 mx。

    最后把这个最大值返回给上一层递归。

  7. 主过程调用递归并得到答案

    从根节点开始调用递归函数。递归会自底向上处理每个节点,并在过程中不断累加支配节点数量。

    递归结束后,累加得到的数量就是整棵树中支配节点的总数,将其输出。

  8. 用示例说明执行过程

    示例完全二叉树按层序为:5、3、8、2、4、7、1。

    • 节点 2 是叶子,左右为空,后代最大值为 0,2 大于等于 0,计数加一,返回 2。
    • 节点 4 是叶子,后代最大值为 0,4 大于等于 0,计数加一,返回 4。
    • 节点 3 的左子树最大值为 2,右子树最大值为 4,后代最大值为 4。因为 3 小于 4,所以节点 3 不是支配节点,返回 4。
    • 节点 7 是叶子,计数加一,返回 7。
    • 节点 1 是叶子,计数加一,返回 1。
    • 节点 8 的左子树最大值为 7,右子树最大值为 1,后代最大值为 7。因为 8 大于等于 7,所以节点 8 是支配节点,计数加一,返回 8。
    • 根节点 5 的左子树最大值为 4,右子树最大值为 8,后代最大值为 8。因为 5 小于 8,所以根节点 5 不是支配节点,返回 8。
      最终被计数的节点是 2、4、7、1、8,共 5 个,输出 5。
  9. 时间复杂度

    每个节点都会被递归访问一次,空节点也会产生常数次判断,因此总时间复杂度是 O(n),其中 n 是树中节点数量。

  10. 额外空间复杂度

    算法主要使用递归调用栈。由于题目保证是完全二叉树,树的高度为 O(log n),所以递归栈的最大深度也是 O(log n)。除递归栈外只使用了常数个变量。因此总额外空间复杂度是 O(log n)。

Go完整代码如下:

go 复制代码
package main

import "fmt"

type TreeNode struct {
	Val   int
	Left  *TreeNode
	Right *TreeNode
}

func countDominantNodes(root *TreeNode) (ans int) {
	// dfs(node) 返回 node 子树中的最大节点值
	var dfs func(*TreeNode) int
	dfs = func(node *TreeNode) int {
		if node == nil {
			return 0
		}

		mx := maxInt(dfs(node.Left), dfs(node.Right))
		if node.Val >= mx {
			// node.Val 是 node 子树中的最大节点值
			ans++
			mx = node.Val
		}
		return mx
	}

	dfs(root)
	return
}

func maxInt(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}

func main() {
	// 完全二叉树层序为:5, 3, 8, 2, 4, 7, 1
	root := &TreeNode{
		Val: 5,
		Left: &TreeNode{
			Val: 3,
			Left: &TreeNode{
				Val: 2,
			},
			Right: &TreeNode{
				Val: 4,
			},
		},
		Right: &TreeNode{
			Val: 8,
			Left: &TreeNode{
				Val: 7,
			},
			Right: &TreeNode{
				Val: 1,
			},
		},
	}

	result := countDominantNodes(root)
	fmt.Println(result)
}

Python完整代码如下:

python 复制代码
# -*-coding:utf-8-*-

from typing import Optional


class TreeNode:
    def __init__(self, val: int = 0,
                 left: Optional["TreeNode"] = None,
                 right: Optional["TreeNode"] = None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right


def count_dominant_nodes(root: Optional[TreeNode]) -> int:
    ans = 0

    # dfs(node) 返回 node 子树中的最大节点值
    def dfs(node: Optional[TreeNode]) -> int:
        nonlocal ans
        if node is None:
            return 0

        mx = max(dfs(node.left), dfs(node.right))
        if node.val >= mx:
            # node.val 是 node 子树中的最大节点值
            ans += 1
            mx = node.val
        return mx

    dfs(root)
    return ans


if __name__ == "__main__":
    # 完全二叉树层序为:5, 3, 8, 2, 4, 7, 1
    root = TreeNode(
        5,
        left=TreeNode(
            3,
            left=TreeNode(2),
            right=TreeNode(4),
        ),
        right=TreeNode(
            8,
            left=TreeNode(7),
            right=TreeNode(1),
        ),
    )

    result = count_dominant_nodes(root)
    print(result)

C++完整代码如下:

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <algorithm>

struct TreeNode {
    int Val;
    TreeNode *Left;
    TreeNode *Right;

    TreeNode(int val = 0, TreeNode *left = nullptr, TreeNode *right = nullptr)
        : Val(val), Left(left), Right(right) {}
};

int countDominantNodes(TreeNode *root) {
    int ans = 0;

    // dfs(node) 返回 node 子树中的最大节点值
    // 用 std::function 或者 lambda 递归;这里用 auto 自递归 Lambda
    auto dfs = [&](auto &&self, TreeNode *node) -> int {
        if (node == nullptr) {
            return 0;
        }

        int mx = std::max(self(self, node->Left), self(self, node->Right));
        if (node->Val >= mx) {
            // node->Val 是 node 子树中的最大节点值
            ++ans;
            mx = node->Val;
        }
        return mx;
    };

    dfs(dfs, root);
    return ans;
}

int main() {
    // 完全二叉树层序为:5, 3, 8, 2, 4, 7, 1
    TreeNode *root = new TreeNode(
        5,
        new TreeNode(
            3,
            new TreeNode(2),
            new TreeNode(4)
            ),
        new TreeNode(
            8,
            new TreeNode(7),
            new TreeNode(1)
            )
        );

    int result = countDominantNodes(root);
    std::cout << result << std::endl;

    // 释放内存
    auto freeTree = [](auto &&self, TreeNode *node) -> void {
        if (node == nullptr) return;
        self(self, node->Left);
        self(self, node->Right);
        delete node;
    };
    freeTree(freeTree, root);

    return 0;
}
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