二叉树

二叉树感觉是所有数据结构中我掌握的最不好的一种,希望好好的刷两遍leetcode后可以掌握得好一些。

2018.10.22

104、二叉树的最大深度

class Solution(object):
    def maxDepth(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: int
        """
        if not root:
            return 0
        else:
            return 1 + max(self.maxDepth(root.left), self.maxDepth(root.right))

226、反转二叉树

class Solution(object):
    def invertTree(self, root):
        if not root:
            return None
        root.left, root.right = root.right, root.left
        if root.left:
            self.invertTree(root.left)
        if root.right:
            self.invertTree(root.right)
        return root

617、合并二叉树

class Solution(object):
    def mergeTrees(self, t1, t2):
        """
        :type t1: TreeNode
        :type t2: TreeNode
        :rtype: TreeNode
        """
        if t1 and t2:
            t1.left = self.mergeTrees(t1.left, t2.left)
            t1.right = self.mergeTrees(t1.right, t2.right)
            t1.val += t2.val
            return t1
        else:
            return t1 if t1 else t2

669、修剪二叉搜索树

class Solution(object):
    def trimBST(self, root, L, R):
        """
        :type root: TreeNode
        :type L: int
        :type R: int
        :rtype: TreeNode
        """
        if not root:
            return None
        if root.val > R:
            return self.trimBST(root.left, L, R)
        elif root.val < L:
            return self.trimBST(root.right, L, R)
        else:
            root.left = self.trimBST(root.left, L, R)
            root.right = self.trimBST(root.right, L, R)
        return root

2018.10.23
107、二叉树的层次遍历Ⅱ

class Solution:
    def levelOrderBottom(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[List[int]]
        """
        if not root:
            return []
        queue = [[root]]
        rst = [[root.val]]
        while queue:
            cur = queue.pop(0)
            temp = []
            for i in cur:
                if i.left:
                    temp.append(i.left)
                if i.right:
                    temp.append(i.right)
            if len(temp) >= 1:
                queue.append(temp)
                rst.append([x.val for x in temp])
        return rst[::-1]

637、二叉树的层平均值

class Solution:
    def averageOfLevels(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[float]
        """
        if not root:
            return None
        queue = [[root]]
        rst = [root.val]
        while queue:
            cur = queue.pop(0)
            temp = []
            for i in cur:
                if i.left:
                    temp.append(i.left)
                if i.right:
                    temp.append(i.right)
            if len(temp) >= 1:
                queue.append(temp)
                rst.append(sum([x.val for x in temp])/len(temp))
        return rst

257、二叉树的所有路径

class Solution:

    def binaryTreePaths(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[str]
        """
        if not root:
            return []
        queue = [[root]]
        rst = []
        while queue:
            i = queue.pop(0)
            left = i[:]
            right = i[:]
            if not i[-1].left and not i[-1].right:
                rst.append('->'.join([str(x.val) for x in i]))
            if i[-1].left:
                left.append(i[-1].left)
                queue.append(left)
            if i[-1].right:
                right.append(i[-1].right)
                queue.append(right)      
        return rst

235、二叉搜索树的最近公共祖先
这题没什么思路,参考了别人的答案。二叉搜索树满足p.val < r.val <q.val。而最近的祖先可能包括自己,所以应该满足p.val <= r.val <=q.val。然后进行递归查找

class Solution:
    def lowestCommonAncestor(self, root, p, q):
        """
        :type root: TreeNode
        :type p: TreeNode
        :type q: TreeNode
        :rtype: TreeNode
        """
        if not root:
            return None
        minn = min(p.val, q.val)
        maxn = max(p.val, q.val)
        if minn <= root.val <= maxn:
            return root
        elif minn > root.val:
            return self.lowestCommonAncestor(root.right, p, q)
        elif maxn <= root.val:
            return self.lowestCommonAncestor(root.left, p, q)

538、把二叉搜索树转换成累加树
二叉搜索树的中序遍历结果是一个递增的有序数列,那么把中序结果翻转就是递减的有序数列,只需要按照右中左的顺序遍历就可以了。

class Solution:
    
    def __init__(self):
        self.temp = 0
    
    def convertBST(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: TreeNode
        """
        def reversemidtravel(root):
            if not root:
                return None
            reversemidtravel(root.right) 
            root.val += self.temp
            self.temp = root.val
            reversemidtravel(root.left)
        reversemidtravel(root)
        return root

606、根据二叉树创建字符串

class Solution:

    def __init__(self):
        self.rst = []

    def tree2str(self, t):
        """
        :type t: TreeNode
        :rtype: str
        """
        if not t:
            return ''
        self.rst.append(str(t.val))
        if t.left or t.right:
            if t.left:
                self.rst.append('(')
                self.tree2str(t.left)
                self.rst.append(')')
            else:
                self.rst.append('()')
            if t.right:
                self.rst.append('(')
                self.tree2str(t.right)
                self.rst.append(')')
        return ''.join(self.rst)

110、平衡二叉树

class Solution:
    
    def isBalanced(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: bool
        """
        def max_depth(root):
            if not root:
                return 0
            return 1 + max(max_depth(root.left), max_depth(root.right))
    
        if not root:
            return True
        if abs(max_depth(root.left) - max_depth(root.right)) > 1:
            return False
        return self.isBalanced(root.left) and self.isBalanced(root.right)

563、二叉树的坡度
调试了很久才AC的代码,自己都觉得写的烂,写完后看了一下别人的代码。

class Solution:

    def findTilt(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: int
        """
        self.rst = 0
        def getleftcounts(root):
            count = 0
            if not root.left:
                return 0
            queue = [root.left]
            while queue:
                temp = queue.pop(0)
                count += temp.val
                if temp.left:
                    queue.append(temp.left)
                if temp.right:
                    queue.append(temp.right)
            return count

        def getrightcounts(root):
            count = 0
            if not root.right:
                return 0
            queue = [root.right]
            while queue:
                temp = queue.pop(0)
                count += temp.val
                if temp.left:
                    queue.append(temp.left)
                if temp.right:
                    queue.append(temp.right)
            return count

        if not root or (not root.left and not root.right):
            return 0
        
        else:
            if root.right and root.left:
                self.rst += abs(getleftcounts(root) - getrightcounts(root))
                self.rst += self.findTilt(root.right)
                self.rst += self.findTilt(root.left)
            elif root.left and not root.right:
                self.rst += abs(getleftcounts(root) - getrightcounts(root))
                self.rst += self.findTilt(root.left)
            elif root.right and not root.left:
                self.rst += abs(getleftcounts(root) - getrightcounts(root))
                self.rst += self.findTilt(root.right)
        return self.rst       

别人的代码:

class Solution:

    def findTilt(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: int
        """
        def sumandtile(root):
            if not root:
                return 0, 0
            leftsum, lefttile = sumandtile(root.left)
            rightsum, righttile = sumandtile(root.right)
            return leftsum + rightsum + root.val, abs(leftsum-rightsum) + lefttile + righttile

        sum_tree, sum_tail = sumandtile(root)
        return sum_tail

2018.10.25

101、对称二叉树

class Solution:
    def isSymmetric(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: bool
        """
        def issametree(p, q):
            if not p and not q:
                return True
            elif p and q:
                if p.val == q.val:
                    return issametree(p.left, q.left) and issametree(p.right, q.right)
                else:
                    return False
            else:
                return False
        
        def reversetree(root):
            if not root:
                return None
            root.left, root.right = root.right, root.left
            reversetree(root.left)
            reversetree(root.right)
            return root
        
        if not root:
            return True
        temp = reversetree(root.right)
        return issametree(root.left, temp)

我这里先把右子树翻转了一下再与左子树比较是否相同,其实可以不翻转。

class Solution:
    def isSymmetric(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: bool
        """
        def mirrortree(p, q):
            if not p and not q:
                return True
            elif p and q:
                if p.val == q.val:
                    return mirrortree(p.left, q.right) and mirrortree(p.right, q.left)
                else:
                    return False
            else:
                return False

        if not root or (not root.left and not root.right):
            return True
        p = root.left
        q = root.right
        return mirrortree(p, q)

543、二叉树的直径

class Solution:
    def diameterOfBinaryTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: int
        """
        def maxdepth(root):
            if not root:
                return 0
            return 1 + max(maxdepth(root.right), maxdepth(root.left))
        if not root:
            return 0
        return max(maxdepth(root.left)+maxdepth(root.right),self.diameterOfBinaryTree(root.left),self.diameterOfBinaryTree(root.right))

2018.10.27
501、二叉搜索树中的众数
最笨的方法直接遍历一遍,还以为可以用递归等方法直接做出来,但是看了别人的答案也是直接遍历。

class Solution:

    def __init__(self):
        self.dic = {}

    def findMode(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[int]
        """
        def midtravel(root):
            if not root:
                return None
            self.dic[root.val] = self.dic.get(root.val, 0) + 1
            midtravel(root.left)
            midtravel(root.right)
        
        if not root:
            return []
        midtravel(root)
        temp = sorted(self.dic.items(), key=lambda x:x[1], reverse=True)
        res = []
        maxcount = temp[0][1]
        for i in temp:
            if i[1] == maxcount:
                res.append(i[0])
            else:
                break
        return res

111、二叉树的最小深度
这题开始我想的有点简单了,认为直接‘return 1+ min(self.minDepth(root.left), self.minDepth(root.right))’就可以了,但后来发现错了,修改了一下代码。

class Solution:
    def minDepth(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: int
        """
        if not root:
            return 0
        if not root.left and not root.right:
            return 1
        if not root.left:
            return 1 + self.minDepth(root.right)
        if not root.right:
            return 1 + self.minDepth(root.left)
        return 1+ min(self.minDepth(root.left), self.minDepth(root.right))

2018.10.28

654、最大二叉树

class Solution:
    def constructMaximumBinaryTree(self, nums):
        """
        :type nums: List[int]
        :rtype: TreeNode
        """
        def getsplittree(nums, start, end):
            if start >= end:
                return None
            maxnum = max(nums[start:end])
            root = TreeNode(maxnum)
            maxindex = nums.index(maxnum)
            root.left = getsplittree(nums, start, maxindex)
            root.right = getsplittree(nums, maxindex+1, end)
            return root
        
        return getsplittree(nums, 0, len(nums))

814、二叉树剪枝

class Solution:
    def pruneTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: TreeNode
        """
        def find1(root):
            if not root:
                return False
            elif root.val == 1:
                return True
            else:
                return find1(root.left) or find1(root.right)
        if not find1(root):
            return None
        if not find1(root.left) and not find1(root.right):
            root.left = None
            root.right = None
        elif not find1(root.left):
            root.left = None
            self.pruneTree(root.right)
        elif not find1(root.right):
            root.right = None
            self.pruneTree(root.left)
        else:
            self.pruneTree(root.right)
            self.pruneTree(root.left)
        return root

94、二叉树的中序遍历

class Solution:
    
    def __init__(self):
        self.rst = []
    
    def inorderTraversal(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[int]
        """
        if not root:
            return []
        self.inorderTraversal(root.left)
        self.rst.append(root.val)
        self.inorderTraversal(root.right)
        
        return self.rst

2018.10.29

230、二叉搜索树中第K小的元素

class Solution:
    
    def __init__(self):
        self.rst = []
    
    def kthSmallest(self, root, k):
        """
        :type root: TreeNode
        :type k: int
        :rtype: int
        """
        def midtravel(root):
            if not root:
                return None
            midtravel(root.left)
            self.rst.append(root.val)     
            midtravel(root.right)
        
        midtravel(root)
        return self.rst[k-1]

递归版中序遍历没办法在排到第k个元素时停止,因此可以用迭代。

class Solution:
    def kthSmallest(self, root, k):
        """
        :type root: TreeNode
        :type k: int
        :rtype: int
        """
        stack, res = [], []
        while True:
            while root:
                stack.append(root)
                root = root.left
            root = stack.pop(-1)
            res.append(root.val)
            if len(res) >= k:
                return res[k-1]
            root = root.right

109、有序链表转换二叉搜索树

class Solution:
    def sortedListToBST(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: TreeNode
        """
        cur = head
        nums = []
        while cur:
            nums.append(cur.val)
            cur = cur.next
        def getsplit(nums, start, end):
            if start >= end:
                return None
            root = TreeNode(nums[(start+end)//2])
            root.left = getsplit(nums, start, (start+end)//2)
            root.right = getsplit(nums, (start+end)//2+1, end)
            return root

        return getsplit(nums, 0, len(nums))

我先把链表转换成列表再用前面构造最大二叉树的方法做的,后来参考别人答案可以直接从链表就开始递归构造

class Solution:
    def sortedListToBST(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: TreeNode
        """
        def convert(head, end):
            if head == end:
                return None
            if head.next == end:
                return TreeNode(head.val)
            fast = head
            mid = head
            while fast!=end and fast.next!=end:
                fast = fast.next.next
                mid = mid.next
            root = TreeNode(mid.val)
            root.left = convert(head, mid)
            root.right = convert(mid.next, end)
            return root

        return convert(head, None)

2018.10.31

114、二叉树展开为链表
定义了一个找左子树最靠右结点的一个函数,该结点的右孩子为根结点的右孩子。

class Solution:
    def flatten(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: void Do not return anything, modify root in-place instead.
        """
        def getleaf(root):
            if not root:
                return None
            elif not root.left and not root.right:
                return root
            elif root.right:
                return getleaf(root.right)
            else:
                return getleaf(root.left)
        if not root:
            return
        if not root.left and not root.right:
            return
        elif not root.left:
            self.flatten(root.right)
        elif not root.right:
            root.right = root.left
            root.left = None
            self.flatten(root.right)
        else:
            leaf = getleaf(root.left)
            leaf.right = root.right
            root.right = root.left
            root.left = None
            self.flatten(root.right)

先把二叉树的前序,中序,后序遍历的迭代方法写一下
最开始的时候不太会,就照着之前写过的二叉搜索树中第K小的元素这题的迭代方法把中序迭代写完后,发现其实前序只要改一小部分就可以了,其实跟递归很类似。但是后序遍历比较麻烦,参考了别人的代码

前序迭代:

def preordertravel(root):
    res, stack = [], []
    while True:
        while root:
            res.append(root)
            stack.append(root)
            root = root.left
        if not stack:
            break
        root = stack.pop()
        root = root.right
    return [x.val for x in res]

中序迭代:

def inordertravel(root):
    res, stack = [], []
    while True:
        while root:
            stack.append(root)
            root = root.left
        if not stack:
            break
        root = stack.pop()
        res.append(root)
        root = root.right
    return [x.val for x in res]

后序迭代:

def postordertravel(root):
    res, stack = [], [root]
    while stack:
        root = stack.pop()
        res.append(root)
        if root.left:
            stack.append(root.left)
        if root.right:
            stack.append(root.right)
    return [x.val for x in res[::-1]]

2018.11.1
96、不同的二叉搜索树
自己没找到规律,参考了别人思路:https://blog.csdn.net/sunnyyoona/article/details/42177001

image.png

class Solution:
    
    def __init__(self):
        self.rst = [1, 1]
    
    def numTrees(self, n):
        """
        :type n: int
        :rtype: int
        """
        if n == 1:
            return 1
        for i in range(2, n+1):
            temp = 0
            for j in range(i):
                temp += self.rst[j]*self.rst[i-j-1]
            self.rst.append(temp)
        return self.rst[-1]

199、二叉树的右视图
中等难度的二叉树已经写的让我怀疑人生了。这道题又又又又又不会,想到的就是最笨的广度优先遍历。但肯定有其它方法

class Solution:
    
    def __init__(self):
        self.rst = []
        
    def rightSideView(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[int]
        """
        if not root:
            return []
        self.rst = [[root]]
        temp = [root]
        while temp:
            nextfloor = []
            for i in temp:
                if i.left:
                    nextfloor.append(i.left)
                if i.right:
                    nextfloor.append(i.right)
            temp = nextfloor
            if nextfloor:
                self.rst.append(nextfloor)
        return [x[-1].val for x in self.rst]

看了下别人提交的答案,好像很多也是广度优先遍历。

102、二叉树的层次遍历

class Solution:
    
    def __init__(self):
        self.rst = []
        
    def levelOrder(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[List[int]]
        """
        if not root:
            return []
        self.rst = [[root.val]]
        temp = [root]
        while temp:
            nextfloor = []
            for i in temp:
                if i.left:
                    nextfloor.append(i.left)
                if i.right:
                    nextfloor.append(i.right)
            temp = nextfloor
            if nextfloor:
                self.rst.append([x.val for x in nextfloor])
        return self.rst

173、二叉搜索树迭代器

class BSTIterator(object):
    def __init__(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        """
        self.stack = []
        self.inOrder(root)

    def inOrder(self, root):
        if not root:
            return
        self.inOrder(root.right)
        self.stack.append(root.val)
        self.inOrder(root.left)

    def hasNext(self):
        """
        :rtype: bool
        """
        return len(self.stack) > 0

    def next(self):
        """
        :rtype: int
        """
        return self.stack.pop()

2018.11.2

655、输出二叉树

class Solution(object):

    def __init__(self):
        self.rst = []

    def printTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: List[List[str]]
        """
        def max_depth(root):
            if not root:
                return 0
            return 1 + max(max_depth(root.left), max_depth(root.right))

        if not root:
            return ['']
        depth = max_depth(root)
        length = 2**depth - 1
        template = ['']*length
        cur = template[:]
        cur[(length//2)] = root
        self.rst.append(cur)
        i = 2
        while i <= depth:
            nextnodes = template[:]
            for j in range(len(template)):
                if cur[j] != '':
                    if cur[j].left:
                        nextnodes[j - 2**(depth - i)] = cur[j].left
                    if cur[j].right:
                        nextnodes[j + 2**(depth - i)] = cur[j].right
            i += 1
            self.rst.append(nextnodes)
            cur = nextnodes
        
        for i in range(len(self.rst)):
            self.rst[i] = [x if x=='' else str(x.val) for x in self.rst[i]]
        return self.rst
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