[剑指offer学习心得]之:二叉树的深度
来源:互联网 发布:个人隐私 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 13:40
题目一:
输入一棵二叉树的根结点,求该树的深度。从根结点到叶子点依次经过的结点(含根、叶结点)形成树的一条路径,最长路径的长度为树的深度。
二叉树的结点定义
private static class BinaryTreeNode { int val; BinaryTreeNode left; BinaryTreeNode right; public BinaryTreeNode() { } public BinaryTreeNode(int val) { this.val = val; }}
解题思路
课本上说是:如果一棵树只有一个结点,它的深度为1。 如果根结点只有左子树而没有右子树, 那么树的深度应该是其左子树的深度加 1,同样如果根结点只有右子树而没有左子树,那么树的深度应该是其右子树的深度加 1。如果既有右子树又有左子树, 那该树的深度就是其左、右子树深度的较大值再加 1。 比如在图 6.1 的二叉树中,根结点为 1 的树有左右两个子树,其左右子树的根结点分别为结点 2 和 3。根结点为 2 的左子树的深度为 3, 而根结点为 3 的右子树的深度为 2,因此根结点为 1 的树的深度就是 4 。
这个思路用递归的方法很容易实现, 只需对遍历的代码稍作修改即可。
测试用例
- 功能测试(输入普通二叉树,二叉树中所有结点都没有左/右子树)
- 特殊输入测试(二叉树只有一个结点,二叉树的头结点为null)
代码实现
public static int treeDepth(BinaryTreeNode root) { if (root == null) { return 0; } int left = treeDepth(root.left); int right = treeDepth(root.right); return left > right ? (left + 1) : (right + 1);}
如果对编程能力要求再高一些,就可能有以下问题:
题目二:
输入一棵二叉树的根结点,判断该树是不是平衡二叉树。如果某二叉树中任意结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。
测试用例
- 功能测试(平衡的二叉树,不平衡的二叉树,二叉树中所有结点都没有左/右子树)
- 特殊输入测试(二叉树中只有一个结点,二叉树的头结点为null)
解题思路
解法一:需要重复遍历结点多次的解法
在遍历树的每个结点的时候,调用函数 treeDepth 得到它的左右子树的深度。如果每个结点的左右子树的深度相差都不超过 1 ,按照定义它就是一棵平衡的二叉树。
public static boolean isBalanced(BinaryTreeNode root) { if (root == null) { return true; } int left = treeDepth(root.left); int right = treeDepth(root.right); int diff = left - right; if (diff > 1 || diff < -1) { return false; } return isBalanced(root.left) && isBalanced(root.right);}
解法二:每个结点只遍历一次的解法(面试官会喜欢)
用后序遍历的方式遍历二叉树的每一个结点,在遍历到一个结点之前我们就已经遍历了它的左右子树。只要在遍历每个结点的时候记录它的深度(某一结点的深度等于它到叶节点的路径的长度),我们就可以一边遍历一边判断每个结点是不是平衡的。
代码实现:
/** * 判断是否是平衡二叉树,第二种解法 * * @param root * @return */public static boolean isBalanced2(BinaryTreeNode root) { int[] depth = new int[1]; return isBalancedHelper(root, depth);}public static boolean isBalancedHelper(BinaryTreeNode root, int[] depth) { if (root == null) { depth[0] = 0; return true; } int[] left = new int[1]; int[] right = new int[1]; if (isBalancedHelper(root.left, left) && isBalancedHelper(root.right, right)) { int diff = left[0] - right[0]; if (diff >= -1 && diff <= 1) { depth[0] = 1 + (left[0] > right[0] ? left[0] : right[0]); return true; } } return false;}
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