我的面试准备过程--二叉树(更新中)

Amio 发布于2019-08-16 10:36 / 974人阅读

摘要：写在最前面导师贪腐出逃美国，两年未归，可怜了我。拿了小米和美团的，要被延期，失效，工作重新找。把准备过程纪录下来，共勉。

写在最前面

导师贪腐出逃美国，两年未归，可怜了我。拿了小米和美团的offer，要被延期，offer失效，工作重新找。把准备过程纪录下来，共勉。

二叉树的基础 结点定义

public class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;

    public TreeNode(int val){
        this.val = val;
    }
}

二叉树的遍历 前序遍历

前序遍历，递归法

public static void preorderTraversalRec(TreeNode root) {
    if(root == null){
        return;
    }

    System.out.print(root.val + " ");
    preorderTraversalRec(root.left);
    preorderTraversalRec(root.right);
}

前序遍历，迭代法
思路：借助一个栈

public static void preorderTraversal(TreeNode root) {
    if(null == root){
        return;
    }

    Stack stack = new Stack<>();
    stack.push(root);

    while(!stack.empty()){
        TreeNode cur = stack.pop();

        System.out.println(cur.val);

        //后入先出，因而先压右结点，再压左结点
        if(null != cur.right){
            stack.push(cur.right);
        }

        if(null != cur.left){
            stack.push(cur.left);
        }

    }
}

中序遍历

中序遍历，递归法

public static void inorderTraversalRec(TreeNode root) {
    if(null == root){
        return;
    }

    inorderTraversalRec(root.left);
    System.out.print(root.val + " ");
    inorderTraversalRec(root.right);

}

中序遍历，迭代法

public static void inorderTraversal(TreeNode root) {
    if(null == root){
        return;
    }

    Stack stack = new Stack<>();
    TreeNode cur = root;

    while(true){
        while(cur != null){
            stack.push(cur);
            cur = cur.left;
        }

        if(stack.empty()){
            break;
        }

        cur = stack.pop();
        System.out.print(cur.val + " ");
        cur = cur.right;
    }

}

后序遍历

后序遍历，递归法

public static void postorderTraversalRec(TreeNode root) {
    if(null == root){
        return;
    }

    postorderTraversalRec(root.left);
    postorderTraversalRec(root.right);
    System.out.print(root.val + " ");
}

后序遍历，迭代法

public static void postorderTraversal(TreeNode root){
    if(null == root){
        return;
    }

    Stack s = new Stack();
    Stack output = new Stack<>();

    s.push(root);
    while(!s.empty()){
        TreeNode cur = s.pop();
        output.push(cur);

        if(cur.left != null){
            s.push(cur.left);
        }

        if(cur.right != null){
            s.push(cur.right);
        }
    }

    while(!output.empty()){
        System.out.print(output.pop().val + " ");
    }
}

分层遍历

public static void levelTraversal(TreeNode root) {
    if(null == root){
        return;
    }

    Queue queue = new LinkedList<>();
    queue.push(root);

    while(!queue.empty()){
        TreeNode cur = queue.removeFirst();
        System.out.print(cur.val + " ");

        if(cur.left != null){
            queue.add(cur.left);
        }

        if(cur.right != null){
            queue.add(cur.right);
        }
    }
}

求二叉树结点的个数

递归解法时间复杂度O(n)

public static int getNodeNumRec(TreeNode root){
    if(null != root){
        return 0;
    }

    return getNodeNumRec(root.left) + getNodeNumRec(root.right) + 1;
}

迭代解法时间复杂度O(n)
思路：与层级遍历相同，遍历的过程中纪录结点数

public static int getNodeNum(TreeNode root){
    if(null != root){
        return 0;
    }

    int count = 1;
    Queue queue = LinkedList<>();
    queue.add(root);

    while(!queue.empty()){
        TreeNode cur = queue.remove();

        if(cur.left != null){
            queue.add(cur.left);
            count++;
        }

        if(cur.right != null){
            queue.add(cur.right);
            count++;
        }
    }

    return count;
}

求二叉树的深度（高度）

递归解法时间复杂度O(n)

public static int getDepthRec(TreeNode root) {
    if(null != root){
        return 0;
    }

    int leftDepth = getDepthRec(root.left);
    int rightDepth = getDepthRec(root.right);
    return Math.max(leftDepth, rightDepth) + 1;
}

迭代解法时间复杂度O(n)

public static int getDepth(TreeNode root){
    if(null != root){
        return 0;
    }

    int depth = 0;
    int curLevelNodes = 1;
    int nextLevelNodes = 0;

    Queue queue = new LinkedList<>();
    queue.add(root);

    while(!queue.empty()){
        TreeNode cur = queue.remove();
        curLevelNodes--;

        if(cur.left != null){
            nextLevelNodes++;
            queue.add(cur.left);
        }

        if(cur.right != null){
            nextLevelNodes++；
            queue.add(cur.right);
        }

        if(curLevelNodes == 0){
            depth++;
            curLevelNodes = nextLevelNodes;
            nextLevelNodes = 0;
        }
    }

    return depth；
}

求二叉树第K层的节点个数

递归解法
思路：求以root为根的k层节点数目等价于求以root左孩子为根的k-1层（因为少了root那一层）节点数目加上以root右孩子为根的k-1层（因为少了root那一层）节点数目

public static int getNodeNumKthLevelRec(TreeNode root, int k) {
    if(null != root || k < 0){
        return 0;
    }

    if(k == 1){
        return 1;
    }

    int leftNodeNumKth = getNodeNumKthLevelRec(root.left, k - 1);
    int rightNodeNumKth = getNodeNumKthLevelRec(root.right, k - 1);
    return leftNodeNumKth + rightNodeNumKth;
}

迭代法
思路：与求解树深度的解法相同，需要

public static int getNodeNumKthLevel(TreeNode root, int k){
    if(root == null || k < 0){
        return 0;
    }

    Queue queue = new LinkedList<>();
    queue.add(root);

    int curLevelNodes = 1;
    int nextLevelNodes = 0;

    while(!queue.empty && k > 0){
        TreeNode cur = queue.remove();
        curLevelNodes--;

        if(cur.left != null){
            queue.add(cur.left);
            nextLevelNodes++;
        }

        if(cur.right != null){
            queue.add(cur.right);
            nextLevelNodes++;
        }

        if(curLevelNodes == 0){
            curLevelNodes = nextLevelNodes;
            nextLevelNodes = 0;
            k--;
        }
    }

    return curLevelNodes;
}

求二叉树中叶子节点的个数

迭代法

public static int getNodeNumLeaf(TreeNode root) {
    if(root == null){
        return 0;
    }

    Queue queue = new LinkedList<>();
    queue.add(root);

    int leafNodeNum = 0;

    while(!queue.empty()){
        TreeNode cur = queue.remove();

        if(cur.left != null){
            queue.add(cur.left);
        }

        if(cur.right != null){
            queue.add(cur.right);
        }

        if(cur.left == null && cur.right = null){
            leafNodeNum++;
        }
    }
    return leafNodeNum;
}

两个二叉树之间的关系 判断两棵二叉树是否相同的树。

递归法

public static boolean isSameRec(TreeNode r1, TreeNode r2) {
    if(r1 == null && r2 == null){
        return true;
    }

    if(r1 == null || r2 == null){
        return false;
    }

    if(r1.val != r2.val){
        return false;
    }

    boolean leftRes = isSameRec(r1.left, r2.left);
    boolean rightRes = isSameRec(r1.right, r2.right);

    return leftRes && rightRes;
}

迭代法
思路：遍历一遍，比对即可

public static boolean isSame(TreeNode r1, TreeNode r2) {
    if(r1 == null && r2 == null){
        return true;
    }

    if(r1 == null || r2 == null){
        return false;
    }

    Stack s1 = new Stack<>();
    Stack s2 = new Stack<>();

    s1.push(r1);
    s2.push(r2);

    while(!s1.empty() && !s2.empty()){
        TreeNode n1 = s1.pop();
        TreeNode n2 = s2.pop();

        if(n1 == null && n2 == null){
            continue;
        }else if(n1 != null && n2 != null && n1.val == n2.val){
            s1.push(n1.right);
            s1.push(n1.left);
            s2.push(n2.right);
            s2.push(n2.left);
        }else{
            return false;
        }
    }
    return true;
 }

判断二叉树是不是平衡二叉树

递归解法

思路：
(1）如果二叉树为空，返回真
(2）如果二叉树不为空，如果左子树和右子树都是AVL树并且左子树和右子树高度相差不大于1，返回真，其他返回假

public static boolean isAVLRec(TreeNode root) {
    if(root == null){
        return true;
    }

    if(Math.abs(getDepthRec(root.left) - getDepthRec(root.right)) > 1){
        return false;
    }

    return isAVLRec(root.left) && isAVLRec(root.right);
}

树的镜像 判断两个树是否互相镜像

    public static boolean isMirrorRec(TreeNode r1, TreeNode r2){
   if(r1 == null && r2 == null){
       return true;
   }

   if(r1 == null || r2 == null){
       return false;
   }

   if(r1.val != r2.val){
       return false;
   }

   return isMirrorRec(r1.left, r2.right) && isMirrorRec(r1.right, r2.left);
    }

求树的镜像

递归解法
（1）如果二叉树为空，返回空
（2）如果二叉树不为空，求左子树和右子树的镜像，然后交换左子树和右子树

破坏原来的树

public static TreeNode mirrorRec(TreeNode root) {
if(root == null){
   return null;
}

TreeNode left = mirrorRec(root.left);
TreeNode right = mirrorRec(root.right);

root.left = right;
root.right = left;
return root;
}

2.保存原来的树

public static TreeNode mirrorCopyRec(TreeNode root) {
    if(root == null){
        return null;
    }

    TreeNode newRoot = new TreeNode(root.val);
    newRoot.left = mirrorCopyRec(root.right);
    newRoot.right = mirrorCopyRec(root.left);

    return newRoot;

}

迭代解法

破坏原来的树

public static void mirror(TreeNode root) {
    if(root == null){
        return;
    }

    Stack stack = new Stack();
    stack.push(root);

    while(!stack.empty()){
        TreeNode cur = stack.pop();

        TreeNode tmp = cur.left;
        cur.left = cur.right;
        cur.right = tmp;

        if(cur.left != null){
            stack.push(cur.left);
        }

        if(cur.right != null){
            stack.push(cur.right);
        }
    }
}

不能破坏原来的树，返回一个新的镜像树

public static TreeNode mirrorCopy(TreeNode root){
    if(root == null){
        return null;
    }

    Stack stack = new Stack<>();
    Stack newStack = new Stack<>();
    stack.push(root);
    TreeNode newRoot = new TreeNode(root.val);
    newStack.push(newRoot);

    while(!stack.empty()){
        TreeNode cur = stack.pop();
        TreeNode newCur = newStack.pop();

        if(cur.left != null){
            stack.push(cur.left);
            newCur.right = new TreeNode(cur.left.val);
            newStack.push(newCur.right);
        }

        if(cur.right != null){
            stack.push(cur.right);
            newCur.left = new TreeNode(cur.right.val);
            newStack.push(newCur.left);
        }
    }
    return newRoot;
}

求二叉树中两个节点的最低公共祖先节点

递归法
思路：1. 如果其中一个结点为根结点，则返回根结点

如果一个左子树找到，一个在右子树找到，则说明root是唯一可能的最低公共祖先

其他情况是要不然在左子树要不然在右子树

public static TreeNode getLastCommonParentRec(TreeNode root, TreeNode n1, TreeNode n2) {
    if (root == null || n1 == null || n2 == null) {
        return null;
    }

    if(root.equals(n1) || root.equals(n2)){
        return root;
    }

    TreeNode commonInLeft = getLastCommonParentRec(root.left, n1, n2);
    TreeNode commonInRight = getLastCommonParentRec(root.right, n1, n2);
    if(commonInLeft != null && commonInRight != null){
        return root;
    }

    if(commonInLeft == null){
        return commonInRight;
    }

    if(commonInRight == null){
        return commonInLeft;
    }
    return root;
}

迭代法

public static TreeNode getLastCommonParent(TreeNode root, TreeNode n1, TreeNode n2){
    if(root == null || n1 == null || n2 == null){
        return null;
    }

    List list1= new ArrayList<>();
    List list2 = new ArrayList<>();

    boolean res1 = getNodePath(root, n1, list1);
    boolean res2 = getNodePath(root, n2, list2);

    if(!res1 || !res2){
        return null;
    }

    Iterator iter1 = list1.iterator();
    Iterator iter2 = list2.iterator();
    TreeNode last = null;

    while(iter1.hasNext() && iter2.hasNext()){
        TreeNode tmp1 = iter1.next();
        TreeNode tmp2 = iter2.next();

        if(tmp1 == tmp2){
            last = tmp1;
        }else{
            break;
        }
    }
    return last;
}

private static boolean getNodePath(TreeNode root, TreeNode n, List path){
    if(root == null){
        return false;
    }

    path.add(root);
    if(root == n){
        return true;
    }

    boolean found = false;
    found = getNodePath(root.left, n, path);

    if(!found){
        found = getNodePath(root.right, n, path);
    }

    if(!found){
        path.remove(root);
    }

    return found;
}

本章参考http://blog.csdn.net/fightfor...

云服务器 GPU云服务器二叉树 python二叉树平衡二叉树实现二叉树

文章版权归作者所有，未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为，您可以联系管理员删除。

转载请注明本文地址：https://www.ucloud.cn/yun/70112.html

前端该如何准备数据结构和算法？

摘要：很多前端同学在看到数据结构和算法后会有一定的抵触心理，或者尝试去练习，但是被难倒，从而放弃。本文选择的数据结构和算法的类别均是出现频率最高，以及应用最广的类别。面试这是非常现实的一点，也是很多前端学习数据结构和算法的原因。一、导读据我了解，前端程序员有相当一部分对数据结构和算法的基础概念都不是很清晰，这直接导致很多人在看到有关这部分的内容就会望而却步。实际上，当你了解了数据结构和...

simon_chen 2019-08-26 14:04 评论0 收藏0
使用JavaScript完成二叉树的一些基本操作

摘要：另外，由于篇幅有限，本篇的重点在于二叉树的常见算法以及实现。常见的二叉树实现代码之前写过相关的文章，是关于如何创建及遍历二叉树的，这里不再赘述。同时我们注意到，在二叉树深度比较大的时候，我们光是比较左右是不够的。本篇为复习过程中遇到过的总结，同时也给准备面试的同学一份参考。另外，由于篇幅有限，本篇的重点在于二叉树的常见算法以及实现。常见的二叉树实现代码之前写过相关的文章，是关于如...

YPHP 2019-08-23 12:48 评论0 收藏0
LeetCode 攻略 - 2019 年 7 月下半月汇总（100 题攻略）

摘要：月下半旬攻略道题，目前已攻略题。目前简单难度攻略已经到题，所以后面会调整自己，在刷算法与数据结构的同时，攻略中等难度的题目。 Create by jsliang on 2019-07-30 16:15:37 Recently revised in 2019-07-30 17:04:20 7 月下半旬攻略 45 道题，目前已攻略 100 题。一目录不折腾的前端，和咸鱼有什么区别...

tain335 2019-08-26 10:28 评论0 收藏0
准备下次编程面试前你应该知道的数据结构

摘要：以下内容编译自他的这篇准备下次编程面试前你应该知道的数据结构瑞典计算机科学家在年写了一本书，叫作算法数据结构程序。国外 IT 教育学院 Educative.io 创始人 Fahim ul Haq 写过一篇过万赞的文章《The top data structures you should know for your next coding interview》,总结了程序员面试中需要掌...

desdik 2019-08-23 14:57 评论0 收藏0