【算法题解】 Day22 搜索与回溯

sidiot

发布于 2023-08-31 13:52:38

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发布于 2023-08-31 13:52:38

文章被收录于专栏：技术大杂烩

剑指 Offer 32 - I. 从上到下打印二叉树

题目

剑指 Offer 32 - I. 从上到下打印二叉树难度：medium

从上到下打印出二叉树的每个节点，同一层的节点按照从左到右的顺序打印。

例如: 给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

[3,9,20,15,7]

提示：

节点总数 <= 1000

方法一：BFS

思路

根据题意，这是二叉树的广度优先搜索（BFS）。BFS 通常借助队列的先入先出特性来实现。

特例处理： 当树的根节点为空，则直接返回空列表 [] ；
初始化： 打印结果列表 res = [] ，包含根节点的队列 queue = [root] ；
BFS 循环： 当队列 queue 为空时跳出；
1. 出队： 队首元素出队，记为 node；
2. 打印： 将 node.val 添加至列表 tmp 尾部；
3. 添加子节点： 若 node 的左（右）子节点不为空，则将左（右）子节点加入队列 queue ；
返回值： 返回打印结果列表 res 即可。

解题

Python：

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[int]:
        if not root: return []
        res, queue = [], collections.deque()
        queue.append(root)
        while queue:
            node = queue.popleft()
            res.append(node.val)
            if node.left: queue.append(node.left)
            if node.right: queue.append(node.right)
        return res

Java：

class Solution {
    public int[] levelOrder(TreeNode root) {
        if(root == null) return new int[0];
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>(){{ add(root); }};
        ArrayList<Integer> ans = new ArrayList<>();
        while(!queue.isEmpty()) {
            TreeNode node = queue.poll();
            ans.add(node.val);
            if(node.left != null) queue.add(node.left);
            if(node.right != null) queue.add(node.right);
        }
        int[] res = new int[ans.size()];
        for(int i = 0; i < ans.size(); i++)
            res[i] = ans.get(i);
        return res;
    }
}

剑指 Offer 32 - II. 从上到下打印二叉树 II

题目

剑指 Offer 32 - II. 从上到下打印二叉树 II 难度：easy

从上到下按层打印二叉树，同一层的节点按从左到右的顺序打印，每一层打印到一行。

例如: 给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

返回其层次遍历结果：

[
  [3],
  [9,20],
  [15,7]
]

提示：

节点总数 <= 1000

方法一：BFS

思路

跟上一题相差不大，刚好可以验证一下是否掌握了，不多赘述；

解题

Python：

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
        if not root: return []
        res, queue = [], collections.deque()
        queue.append(root)
        while queue:
            tmp = []
            for _ in range(len(queue)):
                node = queue.popleft()
                tmp.append(node.val)
                if node.left: queue.append(node.left)
                if node.right: queue.append(node.right)
            res.append(tmp)
        return res

Java：

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root != null) queue.add(root);
        while(!queue.isEmpty()) {
            List<Integer> tmp = new ArrayList<>();
            for(int i = queue.size(); i > 0; i--) {
                TreeNode node = queue.poll();
                tmp.add(node.val);
                if(node.left != null) queue.add(node.left);
                if(node.right != null) queue.add(node.right);
            }
            res.add(tmp);
        }
        return res;
    }
}

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III

题目

剑指 Offer 32 - III. 从上到下打印二叉树 III 难度：medium

请实现一个函数按照之字形顺序打印二叉树，即第一行按照从左到右的顺序打印，第二层按照从右到左的顺序打印，第三行再按照从左到右的顺序打印，其他行以此类推。

例如: 给定二叉树: [3,9,20,null,null,15,7],

返回其层次遍历结果：

[
  [3],
  [20,9],
  [15,7]
]

提示：

节点总数 <= 1000

方法一：BFS

思路

跟之前的题目还是大相庭径的，这题的话，打印顺序交替变化，因此可以考虑双端队列；

解题

Python：

class Solution:
    def levelOrder(self, root: TreeNode) -> List[List[int]]:
        if not root: return []
        res, deque = [], collections.deque([root])
        while deque:
            tmp = collections.deque()
            for _ in range(len(deque)):
                node = deque.popleft()
                if len(res) % 2: tmp.appendleft(node.val) # 偶数层 -> 队列头部
                else: tmp.append(node.val) # 奇数层 -> 队列尾部
                if node.left: deque.append(node.left)
                if node.right: deque.append(node.right)
            res.append(list(tmp))
        return res

Java：

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        if(root != null) queue.add(root);
        while(!queue.isEmpty()) {
            LinkedList<Integer> tmp = new LinkedList<>();
            for(int i = queue.size(); i > 0; i--) {
                TreeNode node = queue.poll();
                if(res.size() % 2 == 0) tmp.addLast(node.val); // 偶数层 -> 队列头部
                else tmp.addFirst(node.val); // 奇数层 -> 队列尾部
                if(node.left != null) queue.add(node.left);
                if(node.right != null) queue.add(node.right);
            }
            res.add(tmp);
        }
        return res;
    }
}

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原始发表：2022-10-20，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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