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代码随想录算法训练营65期第17天

news 2025/7/13 13:36:40

代码随想录算法训练营65期第17天

本文中使用到一些代码随想录里面的图片或者链接，在这里致敬程序员Carl

654.最大二叉树
又是构造二叉树，昨天大家刚刚做完中序后序确定二叉树，今天做这个应该会容易一些，先看视频，好好体会一下为什么构造二叉树都是前序遍历
题目链接/文章讲解：代码随想录
视频讲解

题目的意思是：给定一个不含重复元素的整数数组。
一个以此数组构建的最大二叉树定义如下：
二叉树的根是数组中的最大元素。
左子树是通过数组中最大值左边部分构造出的最大二叉树。
右子树是通过数组中最大值右边部分构造出的最大二叉树。
通过给定的数组构建最大二叉树，并且输出这个树的根节点。
示例：
在这里插入图片描述
非常关键的一句话是：构造树一般采用的是前序遍历，因为先构造中间节点，然后递归构造左子树和右子树。
接下来递归三部曲：
①、确定递归函数的参数和返回值
参数传入的是存放元素的数组，返回该数组构造的二叉树的头结点，返回类型是指向节点的指针。
代码如下：

TreeNode* constructMaximumBinaryTree(vector<int>& nums)

②、确定终止条件
题目中说了输入的数组大小一定是大于等于1的，所以我们不用考虑小于1的情况，那么当递归遍历的时候，如果传入的数组大小为1，说明遍历到了叶子节点了。（其实不是很明白这里说遍历到叶子结点的含义）。。那么应该定义一个新的节点，并把这个数组的数值赋给新的节点，然后返回这个节点。这表示一个数组大小是1的时候，构造了一个新的节点，并返回。代码如下：

TreeNode* node = new TreeNode(0);
if (nums.size() == 1) {node->val = nums[0];return node;
}

③、确定单层递归的逻辑
1、先要找到数组中最大的值和对应的下标，最大的值构造根节点，下标用来下一步分割数组。代码如下：

int maxValue = 0;
int maxValueIndex = 0;
for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {if (nums[i] > maxValue) {maxValue = nums[i];maxValueIndex = i;}
}
TreeNode* node = new TreeNode(0);
node->val = maxValue;

2、最大值所在的下标左区间构造左子树
这里要判断maxValueIndex > 0，因为要保证左区间至少有一个数值。

if (maxValueIndex > 0) {vector<int> newVec(nums.begin(), nums.begin() + maxValueIndex);node->left = constructMaximumBinaryTree(newVec);
}

3、最大值所在的下标右区间构造右子树
判断maxValueIndex < (nums.size() - 1)，确保右区间至少有一个数值。代码如下：

if (maxValueIndex < (nums.size() - 1)) {vector<int> newVec(nums.begin() + maxValueIndex + 1, nums.end());node->right = constructMaximumBinaryTree(newVec);
}

完整代码如下：

class Solution {
public:TreeNode* constructMaximumBinaryTree(vector<int>& nums) {TreeNode* node = new TreeNode(0);if (nums.size() == 1) {node->val = nums[0];return node;}// 找到数组中最大的值和对应的下标int maxValue = 0;int maxValueIndex = 0;for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {if (nums[i] > maxValue) {maxValue = nums[i];maxValueIndex = i;}}node->val = maxValue;// 最大值所在的下标左区间 构造左子树if (maxValueIndex > 0) {vector<int> newVec(nums.begin(), nums.begin() + maxValueIndex);node->left = constructMaximumBinaryTree(newVec);}// 最大值所在的下标右区间 构造右子树if (maxValueIndex < (nums.size() - 1)) {vector<int> newVec(nums.begin() + maxValueIndex + 1, nums.end());node->right = constructMaximumBinaryTree(newVec);}return node;}
};

优化后的代码：

class Solution {
private:// 在左闭右开区间[left, right)，构造二叉树TreeNode* traversal(vector<int>& nums, int left, int right) {if (left >= right) return nullptr;// 分割点下标：maxValueIndexint maxValueIndex = left;for (int i = left + 1; i < right; ++i) {if (nums[i] > nums[maxValueIndex]) maxValueIndex = i;}TreeNode* root = new TreeNode(nums[maxValueIndex]);// 左闭右开：[left, maxValueIndex)root->left = traversal(nums, left, maxValueIndex);// 左闭右开：[maxValueIndex + 1, right)root->right = traversal(nums, maxValueIndex + 1, right);return root;}
public:TreeNode* constructMaximumBinaryTree(vector<int>& nums) {return traversal(nums, 0, nums.size());}
};

617.合并二叉树
这次是一起操作两个二叉树了，估计大家也没一起操作过两个二叉树，也不知道该如何一起操作，可以看视频先理解一下。优先掌握递归。
跳转链接：代码随想录,视频讲解

这道题目意思：给定两个二叉树，想象当你将它们中的一个覆盖到另一个上时，两个二叉树的一些节点便会重叠。你需要将他们合并为一个新的二叉树。合并的规则是如果两个节点重叠，那么将他们的值相加作为节点合并后的新值，否则不为 NULL 的节点将直接作为新二叉树的节点
代码如下：

class Solution {
public:TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {if (t1 == NULL) return t2; // 如果t1为空，合并之后就应该是t2if (t2 == NULL) return t1; // 如果t2为空，合并之后就应该是t1// 修改了t1的数值和结构t1->val += t2->val;                             // 中t1->left = mergeTrees(t1->left, t2->left);      // 左t1->right = mergeTrees(t1->right, t2->right);   // 右return t1;}
};

700.二叉搜索树中的搜索
递归和迭代都可以掌握以下，因为本题比较简单，了解一下二叉搜索树的特性
题目链接：代码随想录,视频讲解

题目意思：给定二叉搜索树（BST）的根节点和一个值。你需要在BST中找到节点值等于给定值的节点。返回以该节点为根的子树。如果节点不存在，则返回 NULL。
在这里插入图片描述在上述示例中，如果要找的值是 5，但因为没有节点值为 5，我们应该返回 NULL。
整体代码如下：

class Solution {
public:TreeNode* searchBST(TreeNode* root, int val) {if (root == NULL || root->val == val) return root;TreeNode* result = NULL;if (root->val > val) result = searchBST(root->left, val);if (root->val < val) result = searchBST(root->right, val);return result;}
};

98.验证二叉搜索树
遇到搜索树，一定想着中序遍历，这样才能利用上特性。但本题是有陷阱的，可以自己先做一做，然后在看题解，看看自己是不是掉陷阱里了。这样理解的更深刻。
题目链接:代码随想录,视频讲解

题目意思：给定一个二叉树，判断其是否是一个有效的二叉搜索树。
假设一个二叉搜索树具有如下特征：
节点的左子树只包含小于当前节点的数。
节点的右子树只包含大于当前节点的数。
所有左子树和右子树自身必须也是二叉搜索树
在这里插入图片描述
整体的代码如下：

class Solution {
public:TreeNode* pre = NULL; // 用来记录前一个节点bool isValidBST(TreeNode* root) {if (root == NULL) return true;bool left = isValidBST(root->left);if (pre != NULL && pre->val >= root->val) return false;pre = root; // 记录前一个节点bool right = isValidBST(root->right);return left && right;}
};