C++实现二叉树的堂兄弟节点查询
一.二叉树的堂兄弟节点
1.题目描述
在二叉树中，根节点位于深度 0 处，每个深度为 k 的节点的子节点位于深度 k+1 处。
如果二叉树的两个节点深度相同，但 父节点不同 ，则它们是一对堂兄弟节点。
我们给出了具有唯一值的二叉树的根节点 root ，以及树中两个不同节点的值 x 和 y 。
只有与值 x 和 y 对应的节点是堂兄弟节点时，才返回 true 。否则，返回 false。
力扣:力扣
2.问题分析
题目中很详细的给出了判断堂兄弟节点的条件:①两个节点深度相同②父节点不同
由此我们可以通过BFS和DFS找到题目给定的两个值对应的二叉树结点,记录这两个结点的深度和父节点,最后通过判断堂兄弟结点的条件从而判断是否为堂兄弟结点.
3.代码实现
1.BFS解法
// x 的信息
int x;
Treenode xParent;
int xDepth;
boolean xFound = false;
// y 的信息
int y;
TreeNode yParent;
int yDepth;
boolean yFound = false;
public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
int depth = 0;
if (root != null) {
queue.offer(root);
if (root.val == x || root.val == y) {
return false;
}
}
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
for (int i = 0; i < size; ++i) {
TreeNode node = queue.poll();
if (node.left != null) {
queue.offer(node.left);
if (node.left.val == x) {
xParent = node;
xDepth = depth;
}
if (node.left.val == y) {
yParent = node;
yDepth = depth;
}
}
if (node.right != null) {
queue.offer(node.right);
if (node.right.val == x) {
xParent = node;
xDepth = depth;
}
if (node.right.val == y) {
yParent = node;
yDepth = depth;
}
}
}
depth++;
}
return xDepth == yDepth && xParent != yParent;
}2.DFS解法
// x 的信息
int x;
TreeNode xParent;
int xDepth;
boolean xFound = false;
// y 的信息
int y;
TreeNode yParent;
int yDepth;
boolean yFound = false;
public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
dfs(root, 0, null);
return xDepth == yDepth && xParent != yParent;
}
public void dfs(TreeNode node, int depth, TreeNode parent) {
if (node == null) {
return;
}
if (node.val == x) {
xParent = parent;
xDepth = depth;
xFound = true;
} else if (node.val == y) {
yParent = parent;
yDepth = depth;
yFound = true;
}
// 如果两个节点都找到了，就可以提前退出遍历
// 即使不提前退出，对最坏情况下的时间复杂度也不会有影响
if (xFound && yFound) {
return;
}
dfs(node.left, depth + 1, node);
if (xFound && yFound) {
return;
}
dfs(node.right, depth + 1, node);
}二.二叉树的堂兄弟节点 II
1.题目描述
给你一棵二叉树的根root，请你将每个节点的值替换成该节点的所有 堂兄弟节点值的和。
如果两个节点在树中有相同的深度且它们的父节点不同，那么它们互为 堂兄弟。
请你返回修改值之后，树的根root。
注意，一个节点的深度指的是从树根节点到这个节点经过的边数。
力扣:力扣
2.问题分析
每一次只需要求出下一层的所有节点的和,然后减去非子结点的值,就是其堂兄弟结点值的和了.
3.代码实现
public TreeNode replaceValueInTree(TreeNode root) {
root.val = 0;
ArrayList<TreeNode> queue = new ArrayList<>();
queue.add(root);
while (!queue.isEmpty()) {
ArrayList<TreeNode> tmp = queue;
queue = new ArrayList<>();
int nextLevelSum = 0; // 下一层的节点值之和
for (TreeNode node : tmp) {
if (node.left != null) {
queue.add(node.left);
nextLevelSum += node.left.val;
}
if (node.right != null) {
queue.add(node.right);
nextLevelSum += node.right.val;
}
}
// 再次遍历，更新下一层的节点值
for (TreeNode node : tmp) {
int childrenSum = (node.left != null ? node.left.val : 0) +
(node.right != null ? node.right.val : 0);
if (node.left != null)
node.left.val = nextLevelSum - childrenSum;
if (node.right != null)
node.right.val = nextLevelSum - childrenSum;
}
}
return root;
}
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