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二叉树的层序遍历/后序遍历(leetcode104二叉树的最大深度、111二叉树的最小深度)(华为OD悄悄话、数组二叉树)

2024/12/27 6:09:05 来源:https://blog.csdn.net/qq_45721938/article/details/140067793  浏览:    关键词:二叉树的层序遍历/后序遍历(leetcode104二叉树的最大深度、111二叉树的最小深度)(华为OD悄悄话、数组二叉树)

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。
在这里插入图片描述
本题可以使用前序(中左右),也可以使用后序遍历(左右中),使用前序求的就是深度,使用后序求的是高度。

二叉树节点的深度:指从根节点到该节点的最长简单路径边的条数或者节点数(取决于深度从0开始还是从1开始)
二叉树节点的高度:指从该节点到叶子节点的最长简单路径边的条数或者节点数(取决于高度从0开始还是从1开始)
而根节点的高度就是二叉树的最大深度,所以本题中我们通过后序求的根节点高度来求的二叉树最大深度。
我先用后序遍历(左右中)来计算树的高度。

1、确定递归函数的参数和返回值:参数就是传入树的根节点,返回就返回这棵树的深度,所以返回值为int类型。
代码如下:

int getdepth(TreeNode* node)
2、确定终止条件:如果为空节点的话,就返回0,表示高度为0。
代码如下:
```c
if (node == NULL) return 0;
3、确定单层递归的逻辑:先求它的左子树的深度,再求右子树的深度,最后取左右深度最大的数值 再+1 (加1是因为算上当前中间节点)就是目前节点为根节点的树的深度。
代码如下:
`int leftdepth = getdepth(node->left);       // 左
int rightdepth = getdepth(node->right);     // 右
int depth = 1 + max(leftdepth, rightdepth); // 中
return depth;````int maxDepth(struct TreeNode* root) {if(root==NULL) return 0;int left=maxDepth(root->left);int right=maxDepth(root->right);return 1+fmax(left,right);
}                                       

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。
在这里插入图片描述

1 、递归法(后序遍历)

I、确定递归函数的参数和返回值
参数为要传入的二叉树根节点,返回的是int类型的深度。
代码如下:

int getDepth(TreeNode* node)
II、确定终止条件
终止条件也是遇到空节点返回0,表示当前节点的高度为0。
代码如下:```c
if (node == NULL) return 0;

III、确定单层递归的逻辑

int leftDepth = getDepth(node->left);           // 左
int rightDepth = getDepth(node->right);         // 右// 中
// 当一个左子树为空,右不为空,这时并不是最低点
if (node->left == NULL && node->right != NULL) { return 1 + rightDepth;
}   
// 当一个右子树为空,左不为空,这时并不是最低点
if (node->left != NULL && node->right == NULL) { return 1 + leftDepth;
}
int result = 1 + min(leftDepth, rightDepth);
return result;
int minDepth(struct TreeNode* root) {if(root==NULL) return 0;int left= minDepth(root->left);int right= minDepth(root->right);if(root->left==NULL&&root->right!=NULL)return 1+right;if(root->left!=NULL&&root->right==NULL)return 1+left;return 1+fmin(left,right);   
}

2、迭代法(层序遍历)

int minDepth(struct TreeNode* root) {struct TreeNode* q[10000];if(root==NULL) return 0;int depth=0;int l=0,r=0;q[r++]=root;//将根节点入栈while(l<r){depth++;int len=r-l;for(int i=0;i<len;i++){root=q[l++];//队头元素为根节点if(root->left==NULL&&root->right==NULL)return depth;if(root->left!=NULL)q[r++]=root->left;if(root->right!=NULL)q[r++]=root->right;}}return depth;
}

华为OD机试C卷(100分)-悄悄话

题目描述

给定一个二叉树,每个节点上站一个人,节点数字表示父节点到该节点传递悄悄话需要花费的时间。
初始时,根节点所在位置的人有一个悄悄话想要传递给其他人,求二叉树所有节点上的人都接收到悄悄话花费的时间。

输入描述

给定二叉树

0 9 20 -1 -1 15 7 -1 -1 -1 -1 3 2

注:-1表示空节点
在这里插入图片描述

输出描述

返回所有节点都接收到悄悄话花费的时间
38

用例

输入 0 9 20 -1 -1 15 7 -1 -1 -1 -1 3 2
输出 38
说明 无

题目解析

题目给的输入信息对照图示来看,应该就是二叉树的层序遍历序列,如下图所示:
在这里插入图片描述
层序遍历序列中,父子节点存在如下关系:
如果父节点在序列中的索引是k,则其两个子节点在序列中的索引分别为 2k+1, 2k+2
因此,我们就无需建树操作了。
而悄悄话的传递,其实父节点将自身得到消息的时延累加到其各个子节点上,最终叶子节点中最大的时延值就是:二叉树所有节点上的人都接收到悄悄话花费的时间
在这里插入图片描述

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int getResult(int *times,int len){int ans=0;int queue[100];int front=0,rear=0;queue[rear++]=0;while(front<rear){int fa=queue[front++];int ch1=2*fa+1;int ch2=2*fa+2;int ch1_exist=ch1<len&&times[ch1]!=-1;int ch2_exist=ch2<len&&times[ch2]!=-1;if(ch1_exist){times[ch1]+=times[fa];queue[rear++]=ch1;}if(ch2_exist){times[ch2]+=times[fa];queue[rear++]=ch2;}if(!ch1_exist&&!ch2_exist){if(times[fa]>ans)ans=times[fa];}}return ans;
}
int main()
{int times[1000];int len=0;while(scanf("%d",&times[len++])){if(getchar()!=' ')break;}printf("%d\n",getResult(times,len));return 0;
}

华为OD机试(C卷,200分)- 数组二叉树

题目描述

二叉树也可以用数组来存储,给定一个数组,树的根节点的值存储在下标1,对于存储在下标N的节点,它的左子节点和右子节点分别存储在下标2N和2N+1,并且我们用值-1代表一个节点为空。
给定一个数组存储的二叉树,试求从根节点到最小的叶子节点的路径,路径由节点的值组成。

输入描述

输入一行为数组的内容,数组的每个元素都是正整数,元素间用空格分隔。
注意第一个元素即为根节点的值,即数组的第N个元素对应下标N,下标0在树的表示中没有使用,所以我们省略了。
输入的树最多为7层。

输出描述

输出从根节点到最小叶子节点的路径上,各个节点的值,由空格分隔,用例保证最小叶子节点只有一个。

用例

输入 3 5 7 -1 -1 2 4
输出 3 7 2
说明 最小叶子节点的路径为3 7 2。
输入 5 9 8 -1 -1 7 -1 -1 -1 -1 -1 6
输出 5 8 7 6
说明 最小叶子节点的路径为5 8 7 6,注意数组仅存储至最后一个非空节点,故不包含节点“7”右子节点的-1。

题目解析

本题有两种思路,一种是从树顶节点向下找,直到找到最小值节点。
这种方式是典型的深度优先搜索。
在这里插入图片描述
还有一种思路是先找到最小值节点,然后从最小值节点向上找父节点,由于向上找只有一个父节点,因此只有一种路径。
因此,我们应该选择这种方式。
在这里插入图片描述
采用这种方式,首先需要找到最小值节点在数组中的索引位置idx,然后根据题目定义的规则
对于存储在下标N的节点,它的左子节点和右子节点分别存储在下标2N和2N+1
当然上面这个规则是针对根节点索引从1开始的,如果根节点索引从0开始算法,则上面规则应变为
对于存储在下标N的节点,它的左子节点和右子节点分别存储在下标2N+1和2N+2
每找到一个父节点,就将其当成新的子节点,继续向上找父节点,直到子节点本身就是树顶节点为止。
另外,如何找到最小值叶子节点呢?
我们可以反向遍历输入的节点数组,如果遍历的节点符合下面条件,那么他就是一个叶子节点:
自身节点值不为-1
自身没有子节点(即既没有左子节点,也没有右子节点)

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#define MAXSIZE INT_MAX
char* getResult(int arr[], int size) {// 最小叶子节点的值int minV = MAXSIZE;// 最小节点在数组中的索引位置int minIdx = -1;int n = size - 1;for (int i = n; i > 0; i--) {if (arr[i] != -1) {if (i * 2 + 1 <= n && arr[i * 2 + 1] != -1) {continue;}if (i * 2 + 2 <= n && arr[i * 2 + 2] != -1) {continue;}if (minV > arr[i]) {minV = arr[i];minIdx = i;}}}// path 用于缓存最小叶子节点到根的路径char* path = (char*)malloc(100 * sizeof(char));int pathIndex = 0;char temp[10];sprintf(temp, "%d", minV);for (int i = 0; temp[i] != '\0'; i++) {path[pathIndex++] = temp[i];path[pathIndex++] = ' ';}// 从最小值节点开始向上找父节点,直到树顶while (minIdx != 0) {int f = (minIdx - 1) / 2;sprintf(temp, "%d", arr[f]);for (int i = 0; temp[i] != '\0'; i++) {path[pathIndex++] = temp[i];}path[pathIndex++] = ' ';minIdx = f;}path[pathIndex] = '\0';return path;
}
void reverseString(char* str) {int length = strlen(str)-1;for (int i = 0; i < length / 2; i++) {char temp = str[i];str[i] = str[length - i - 1];str[length - i - 1] = temp;}
}
int main() {// 输入数组int arr[1000];int n=0;while(scanf("%d",&arr[n++])){if(getchar()!=' ')break;}// 调用算法函数char* result =getResult(arr, n);reverseString(result);// 输出结果printf("%s\n", result);// 释放内存free(result);return 0;
}

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