剑指offer第55题 树的深度和二叉平衡树



问题一:树的深度

问题描述:

输入一棵二叉树的根节点,求该树的深度。从根节点到叶节点依次经过的节点(含根、叶节点)形成树的一条路径,最长路径的长度为树的深度。

例如:

给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7

返回它的最大深度 3 。

解题思路:

  这题可以使用二叉树的遍历解题,前序、中序、后序遍历都行;这里以后序遍历演示。再遍历的过程中进入子节点时将树的深度加一即可,树的深度作为参数传入。用一个全局变量进行统计深度的最大值即可。
  这题使用层次遍历也可以解题。层次遍历需要注意的是怎样分层,由于第一个根节点独占一层,刚开始进入循环的时候队列中剩余的节点就是上一层的所有节点。进入循环后我们只需要将处理完毕再进入下一次循环即可,这样每一次循环我们处理的都是一层的节点。循环的次数就是树的深度。

代码实现:

后序遍历代码:

    public static int maxDepth(TreeNode root) {
    
    
    	if(root==null) return 0;
    	int deep = 1;
    	dfs(root, deep);
    	return max;
    }

	private static void dfs(TreeNode root, int deep) {
    
    
		if(root==null) return ;
		dfs(root.left, deep+1);
		dfs(root.right, deep+1);
		if(max<deep)
			max = deep;
	}

提交结果:
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层次遍历代码:

public int maxDepth(TreeNode root) {
    
    
	if(root == null) return 0;
    List<TreeNode> queue = new LinkedList<>() {
    
    {
    
     add(root); }}, tmp;
    int res = 0;
    while(!queue.isEmpty()) {
    
    
        tmp = new LinkedList<>();
        for(TreeNode node : queue) {
    
    
            if(node.left != null) tmp.add(node.left);
            if(node.right != null) tmp.add(node.right);
        }
        queue = tmp;
        res++;
    }
    return res;
}

提交结果:
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问题二:二叉平衡树的判断

问题描述:

输入一棵二叉树的根节点,判断该树是不是平衡二叉树。如果某二叉树中任意节点的左右子树的深度相差不超过1,那么它就是一棵平衡二叉树。

示例 1:

给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]

    3
   / \
  9  20
    /  \
   15   7
返回 true

示例 2:

给定二叉树 [1,2,2,3,3,null,null,4,4]

       1
      / \
     2   2
    / \
   3   3
  / \
 4   4
返回 false

解题思路:

  问题二是和问题一相关的,因为判断平衡二叉树需要计算树的深度;我们可以遍历二叉树(前序、中序、后序都行)判断每一个节点的左右子树的深度相差是否超过1。需要注意的是根节点有为空或者树只有一个节点的情况,为了防止这种情况我们可以将函数提取出来,再遍历之前先对这两种情况进行处理。
  由于问题一代码是用全局变量进行记录树的深度,我们需要将其修改为以返回值的形式返回树的深度。代码如下:

public static int maxDepth(TreeNode root) {
    
    
	if(root==null) return 0;
	return Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right))+1;
}

代码实现:

public boolean isBalanced(TreeNode root) {
    
    
	if(root==null) return true;
	if(root.left==null && root.right==null) return true;
	return check(root);
}

public boolean check(TreeNode root) {
    
    
	if( Math.abs(maxDepth(root.left)-maxDepth(root.right)) > 1 ) {
    
    
		return false;
	}
	boolean l = true;
	boolean r = true;
	if(root.left!=null)    //防止空指针
		l = check(root.left);
	if(root.right!=null)
		r = check(root.right);
	return l&&r;   //左右子树都为true时才返回true
}

public static int maxDepth(TreeNode root) {
    
    
	if(root==null) return 0;
	return Math.max(maxDepth(root.left), maxDepth(root.right))+1;
}

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