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《LeetCode》——LeetCode刷题日记

起飞的风筝 2023-05-22 09:01:49

简介《LeetCode》——LeetCode刷题日记

本期，将给大家带来的是关于 LeetCode 的关于二叉树的题目讲解。

（一）606. 根据二叉树创建字符串

首先，第一道题是关于二叉树创建字符串的题，接下来我将一步步的分析带大家理解这道题！

题目如下：👇

输入：root = [1,2,3,4]
输出："1(2(4))(3)"
解释：初步转化后得到 "1(2(4)())(3()())" ，但省略所有不必要的空括号对后，字符串应该是"1(2(4))(3)" 。

输入：root = [1,2,3,null,4]
输出："1(2()(4))(3)"
解释：和第一个示例类似，但是无法省略第一个空括号对，否则会破坏输入与输出一一映射的关系。

💥题意分析

首先，我们还是先对题意进行简单的分析：

我们可以发现他不是把所有的输出都给用括号括起来，仔细观察发现而是有些直接省略了，具体省略的有以下几种情况：

1、左右都为空——省略
2、左为空，右不为空——不省略
3、右为空，左不为空——省略

但是大家仔细观察可以发现，此时当我们按照上述方式去看示例时，发现跟题意对不上。个人觉得应该是题当时弄错了，本题的整体思路就如上述，具体应该如下才对：

总之大概意思就是根据题意给出的二叉树的，我们按照合适的输出方案输出即可

💥解题思路

具体思路如下：

我们可以使用递归的方法得到二叉树的前序遍历，并且每次递归时加上相应的括号即可得到最终的结果。

1、如果当前节点没有孩子（即左右都为空），此时则不需要在节点后面加上任何括号；
2、如果当前节点只有左孩子，而右为空。那我们在递归时，只需要在左孩子的结果外加上一层括号，而不需要给右孩子加上任何括号；
3、对应的，如果当前节点只有右孩子，而左为空。那当我们在递归时，此时的括号就不难省略了。此时需要先加上一层空的括号表示左孩子为空，再对右孩子进行递归，并在结果外加上一层括号。

💥代码展示：

class Solution {
public:
    string tree2str(TreeNode* root) {
      if(root == nullptr)
      return "";
      
      //root->val不支持转成整形，因此这里加上to_string 即可实现转成字符串
      string str=to_string(root->val);
      //左为空，此时我们不能直接省略，还要看右边的情况
      if(root->left || root->right)
      {
          str+="(";
          str+=tree2str(root->left);
          str+=")";
      }

      if(root->right)
      {
        str+="(";
        str+=tree2str(root->right);
        str+=")";
      }

      return str;

    }
};

最终结果：

（二）102. 二叉树的层序遍历

题目如下：👇

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

示例 2：

输入：root = [1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

💥题意分析

本题的意思其实很简答，就是根据给出的二叉树，我们相当于层序遍历之后输出最后的结果即可！

💥解题思路

在这里我给出两种思路供大家参考：

1、我们定义两个队列。

一个队列控制结点的指针，然后去控制层序遍历；
另外一个队列则为一个整形，控制层数，即此时是第几层的在进行操作。

图解：

2、我们只定义一个队列。

我们也可以定义一个队列进行操作：

此时我们还需要在定义一个变量，设为【levelsize】。目的是为了控制二叉树一层一层的出；

图解：

💥代码展示：

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> levelOrder(TreeNode* root) {
      queue<TreeNode*> str;
      int levelsize=0;
      if(root)
      {
          str.push(root);
          levelsize=1;
      }
      //控制每层的元素出队列
      vector<vector<int>>arry;
      while(!str.empty())
      {
          vector<int>v;
          //levelsize 为几就表示需要出几次
          while(levelsize--)
          {
              //先取对头的数据
              TreeNode* front=str.front();
              str.pop();
              v.push_back(front->val);
               
               //左不为空，把元素入队
              if(front->left)
               str.push(front->left);
                //右不为空，把元素入队
               if(front->right)
               str.push(front->right);
          }
          //每层出的元素放到相应的数组中
          arry.push_back(v);
          levelsize=str.size();
      }
      return arry;
    }
};

最终结果：

（三）236. 二叉树的最近公共祖先

题目如下：👇

输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
输出：3
解释：节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3 。

输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
输出：5
解释：节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5 。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。

💥题意分析

本题的大概意思就是题中给出两个节点，在二叉树中我们去找到这两个节点的公共父结点输出即可！

💥解题思路

思路一：

整体思路就是DFS求出p和q 的路径放到容器中，转换成路径相交。

我们用栈来充当这个容器，定义Ppath为当前节点左端的路径，qpath为右端的节点路径；

图解：

当我们成功的找到两端的路径之后，接下来就是判断步奏了：

💥代码展示：

class Solution {
public:

bool Getpath(TreeNode* root,TreeNode* x,  stack<TreeNode*>& path)
{
    if( root == nullptr )  
        return false;
    
    path.push(root);
    if(root == x)
    return true;

    if(Getpath(root->left,x,path))
    return true;

    if(Getpath(root->right,x,path))
    return true;

    path.pop();
    return false;
}
    TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {
    stack<TreeNode*>Ppath,qpath;
    Getpath(root,p,Ppath);
    Getpath(root,q,qpath);

    while(Ppath.size() != qpath.size())
    {
        if(Ppath.size() > qpath.size())
        {
            Ppath.pop();
        }
        else
        qpath.pop();   
    }

     while(Ppath.top() != qpath.top())
     {
        Ppath.pop();
        qpath.pop();   
     }
     return Ppath.top();
    }
};

最终结果：

思路二：

首先刚开始从根节点开始遍历，如果p和q中的任一个和root匹配，那么root就是最低公共祖先。
如果都不匹配，此时我们分别去递归左、右子树，如果有一个节点出现在左子树，并且另一个节点出现在右子树，则root就是我们要找的值，即最低公共祖先
如果两个节点都出现在左子树，则说明最低公共祖先在左子树中，否则在右子树中。

💥代码展示：

class Solution {
public:
    TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {
        if( root == nullptr )
        {
           return nullptr;
        }
        //如果p和q中的任一个和root匹配，那么root就是最进公共祖先
        if( root == p || root == q )
        {
           return root;
        }
        //如果都不匹配，则分别递归左、右子树
       TreeNode* left = lowestCommonAncestor( root->left , p , q );
       TreeNode* right = lowestCommonAncestor( root->right , p , q );
       //如果有一个节点出现在左子树，并且另一个节点出现在右子树，则root就是最低公共祖先.
       if( left != nullptr && right != nullptr )
       {
           return root;
       } 
       //如果两个节点都出现在左子树，则说明最低公共祖先在左子树中，否则在右子树
       if( right == nullptr )
       {
           return left;
       } 
       return right; 
    }
};