二叉树 - Binary Tree

基本概念

  • 根 (root)
  • 叶子节点 (leaf)
  • 子节点 (child)
  • 节点的度 (degree)
  • 树的高度 (height)
  • 二叉树
    完全二叉树
    满二叉树
  • 二叉树的性质
  • 二叉搜索树 (BST)

设计与实现

  • 节点
class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left, right;
    TreeNode (int val) {
        this.val = val;
        this.left = null;
        this.right = null;
    }
}
  • 二叉树遍历
    先序遍历
// version 1 : recursion

public class Solution {
    List<Integer> res;
    /**
     * @param root: A Tree
     * @return: Preorder in ArrayList which contains node values.
     */
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        res = new ArrayList<>();
        helper(root);
        return res;
    }
    private void helper(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        res.add(root.val);
        helper(root.left);
        helper(root.right);
    }
}

// version 2 : non - recursion (important!)

public class Solution {
    /**
     * @param root: A Tree
     * @return: Preorder in ArrayList which contains node values.
     */
    public List<Integer> preorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }        
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode cur = stack.pop();
            res.add(cur.val);
            if (cur.right != null) {
                stack.push(cur.right);
            }
            if (cur.left != null) {
                stack.push(cur.left);
            }
        }
        return res;
    }
}

中序遍历

// version 1 : recursion

public class Solution {
    List<Integer> res;
    /**
     * @param root: A Tree
     * @return: Inorder in ArrayList which contains node values.
     */
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        res = new ArrayList<>();
        helper(root);
        return res;
    }
    private void helper(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        helper(root.left);
        res.add(root.val);
        helper(root.right);
    }
}

// version 2 : non - recursion (important!)

public class Solution {
    /**
     * @param root: A Tree
     * @return: Inorder in ArrayList which contains node values.
     */
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        while (root != null) {
            stack.push(root);
            root = root.left;
        }
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode cur = stack.pop();
            res.add(cur.val);
            if (cur.right != null) {
                cur = cur.right;
                while (cur != null) {
                    stack.push(cur);
                    cur = cur.left;
                }
            }
        } 
        return res;
    }
}

后序遍历

// version 1 : recursion (by divide and conquer)

public class Solution {
    /**
     * @param root: A Tree
     * @return: Postorder in ArrayList which contains node values.
     */
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }
        res.addAll(postorderTraversal(root.left));
        res.addAll(postorderTraversal(root.right));
        res.add(root.val);
        return res;
    }
}

// version 2 : non - recursion (important!)

public class Solution {
    /**
     * @param root: A Tree
     * @return: Postorder in ArrayList which contains node values.
     */
    public List<Integer> postorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        while (!stack.isEmpty()) {
            TreeNode cur = stack.pop();
            res.add(cur.val);
            if (cur.left != null) {
                stack.push(cur.left);
            }
            if (cur.right != null) {
                stack.push(cur.right);
            }
        }
        Collections.reverse(res);
        return res;
    }
}

Morris遍历

// from: https://github.com/mission-peace/interview/blob/master/src/com/interview/tree/MorrisTraversal.java

public class MorrisTraversal {

    public void inorder(Node root) {
        Node current = root;
        while(current != null) {
            //left is null then print the node and go to right
            if (current.left == null) {
                System.out.print(current.data + " ");
                current = current.right;
            }
            else {
                //find the predecessor.
                Node predecessor = current.left;
                //To find predecessor keep going right till right node is not null or right node is not current.
                while(predecessor.right != current && predecessor.right != null){
                    predecessor = predecessor.right;
                }
                //if right node is null then go left after establishing link from predecessor to current.
                if(predecessor.right == null){
                    predecessor.right = current;
                    current = current.left;
                }else{ //left is already visit. Go rigth after visiting current.
                    predecessor.right = null;
                    System.out.print(current.data + " ");
                    current = current.right;
                }
            }
        }
    }

    public void preorder(Node root) {
        Node current = root;
        while (current != null) {
            if(current.left == null) {
                System.out.print(current.data + " ");
                current = current.right;
            }
            else {
                Node predecessor = current.left;
                while(predecessor.right != current && predecessor.right != null) {
                    predecessor = predecessor.right;
                }
                if(predecessor.right == null){
                    predecessor.right = current;
                    System.out.print(current.data + " ");
                    current = current.left;
                }else{
                    predecessor.right = null;
                    current = current.right;
                }
            }
        }
    }

}

Java中Balanced BST的实现

  • TreeSet
    元素按照某种顺序被排序。
    基于HashMap实现,无容量限制。
    不允许元素重复。
    查找与删除的时间复杂度为O(logn)
Set<Integer> s = new TreeSet<>();
  • TreeMap
    基于红黑树实现,无容量限制。

Lintcode 相关练习

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 217,657评论 6 505
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,889评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,057评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,509评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,562评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,443评论 1 302
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,251评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,129评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,561评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,779评论 3 335
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,902评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,621评论 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,220评论 3 328
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,838评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,971评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,025评论 2 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,843评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容