C++数据结构与算法——二叉树的属性

news2025/11/4 19:00:10

C++第二阶段——数据结构和算法，之前学过一点点数据结构，当时是基于Python来学习的，现在基于C++查漏补缺，尤其是树的部分。这一部分计划一个月，主要利用代码随想录来学习，刷题使用力扣网站，不定时更新，欢迎关注！

文章目录

  • 一、对称二叉树（力扣101）
  • 二、二叉树的最大深度（力扣104）
  • 三、二叉树的最小深度（力扣111）
  • 四、完全二叉树的节点个数（力扣222）
  • 五、平衡二叉树（力扣110）
  • 六、二叉树的所有路径（力扣257）
  • 七、左叶子之和（力扣404）
  • 八、找树左下角的值（513）
  • 九、路径总和（力扣112）

一、对称二叉树（力扣101）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isSymmetric(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return root;
        return isSymmetricLeftRight(root->left,root->right);
    }
    bool isSymmetricLeftRight(TreeNode* left,TreeNode* right){
        if(left==NULL&&right==NULL) return true;
        else if(left==NULL&&right!=NULL) return false;
        else if(left!=NULL&&right==NULL) return false;
        else if(left->val!=right->val) return false;
        else{
            bool outside = isSymmetricLeftRight(left->left,right->right);
            bool inside = isSymmetricLeftRight(left->right,right->left);
            if(outside!=true||inside!=true){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
};

在这里插入图片描述

二、二叉树的最大深度（力扣104）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int maxDepth(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return 0;
        int leftDepth = maxDepth(root->left);
        int rightDepth = maxDepth(root->right);
        int result = 1+max(leftDepth,rightDepth);
        return result;
    }
};

在这里插入图片描述

三、二叉树的最小深度（力扣111）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int minDepth(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return 0;
        int leftDepth = minDepth(root->left);
        int rightDepth = minDepth(root->right);
        if (root->left == NULL && root->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 (root->left != NULL && root->right == NULL) { 
            return 1 + leftDepth;
        }
        return min(leftDepth,rightDepth)+1;
    }
};

在这里插入图片描述

四、完全二叉树的节点个数（力扣222）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int countNodes(TreeNode* root) {
        int count=0;
        tr(root,count);
        return count;
    }
    void tr(TreeNode* root,int &count){
        if(root==NULL) return;
        tr(root->left,count);
        tr(root->right,count);
        count++;
    }
};

在这里插入图片描述

五、平衡二叉树（力扣110）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isBalanced(TreeNode* root) {
        if(root==NULL) return true;
        int result = getLength(root);
        if(result==-1) return false;
        return true;
    }
    int getLength(TreeNode* root){
        if(root==NULL) return 0;
        int leftLength = getLength(root->left);
        if(leftLength==-1) return -1;
        int rightLength = getLength(root->right);
        if(rightLength==-1) return -1;
        int result;
        if(abs(leftLength-rightLength)>1) return -1;
        else{
            result = max(rightLength,leftLength)+1;
        }
        return result;
    }
};

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六、二叉树的所有路径（力扣257）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<string> binaryTreePaths(TreeNode* root) {
        vector<string> result;
        vector<int> path;
        traversal(root,path,result);
        return result;
    }
    void traversal(TreeNode * root,vector<int>& path,vector<string> &result){
        path.push_back(root->val);
        if(root->left==NULL&&root->right==NULL) {
            string temp;
            for(int i=0;i<path.size();i++){
                if(i==path.size()-1){
                    temp+= to_string(path[i]);
                }
                else{
                    temp+=to_string(path[i]);
                    temp+="->";
                }
            }
            result.push_back(temp);
            return;
        }
        if(root->left){
            traversal(root->left,path,result);
            path.pop_back();
        }
        if(root->right){
            traversal(root->right,path,result);
            path.pop_back();
        }

    }
};

在这里插入图片描述

七、左叶子之和（力扣404）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int sumOfLeftLeaves(TreeNode* root) {
        int sum=0;
        return trv(root,sum);
    }
    // 后续遍历
    int trv(TreeNode *root,int &sum){
        if(root==NULL) return 0;
        trv(root->left,sum);
        trv(root->right,sum);
        if(root->left!=NULL&&root->left->left==NULL&&root->left->right==NULL){
            sum+= root->left->val;
        }
        return sum;
    }
};

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八、找树左下角的值（513）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int findBottomLeftValue(TreeNode* root) {
        vector<vector<int>> result = func(root);
        return result[result.size()-1][0];
    }
    // 层序遍历
    vector<vector<int>> func(TreeNode* root){
        vector<vector<int>> result;
        queue<TreeNode*> que;
        if(root!=NULL) que.push(root);
        while(!que.empty()){
            vector<int> vec;
            int Qsize=que.size();
            while(Qsize--){
                TreeNode * top = que.front();
                que.pop();
                vec.push_back(top->val);
                if(top->left) que.push(top->left);
                if(top->right) que.push(top->right);
            }
            result.push_back(vec);
        }
        return result;
    }
};

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九、路径总和（力扣112）

在这里插入图片描述

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasPathSum(TreeNode* root, int targetSum) {
        vector<int> sumAll;
        vector<int> path;
        if(root==NULL) return false;
        traversal(root,path,sumAll);
        for(int i=0;i<sumAll.size();i++){
            if(sumAll[i]==targetSum){
                return true;
            }
        }
        return false;

    }
    void traversal(TreeNode*root,vector<int> &path,vector<int> &result){
        path.push_back(root->val);
        if(root->left==NULL&&root->right==NULL){
            int sum=0;
            for(int i=0;i<path.size();i++){
                sum+= path[i];
            }
            result.push_back(sum);
        }
        if(root->left) {
            traversal(root->left,path,result);
            path.pop_back();
        }
        if(root->right){
            traversal(root->right,path,result);
            path.pop_back();
        }
    }

};

在这里插入图片描述

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