树:剑指 Offer 34. 二叉树中和为某一值的路径

发布时间 2023-04-03 16:09:00作者: ZDREAMER

题目描述:

给你二叉树的根节点 root 和一个整数目标和 targetSum ,找出所有 从根节点到叶子节点 路径总和等于给定目标和的路径。

叶子节点 是指没有子节点的节点。

 

示例 1:

 

输入:root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,5,1], targetSum = 22
输出:[[5,4,11,2],[5,8,4,5]]

 

示例 2:

 

输入:root = [1,2,3], targetSum = 5
输出:[]

 

示例 3:

输入:root = [1,2], targetSum = 0
输出:[]

 

提示:

  • 树中节点总数在范围 [0, 5000] 内
  • -1000 <= Node.val <= 1000
  • -1000 <= targetSum <= 1000

 

解题思路:
  本问题是典型的二叉树方案搜索问题,使用回溯法解决,其包含 先序遍历 + 路径记录 两部分。

•先序遍历: 按照 “根、左、右” 的顺序,遍历树的所有节点。
•路径记录: 在先序遍历中,记录从根节点到当前节点的路径。当路径为 ① 根节点到叶节点形成的路径 且 ② 各节点值的和等于目标值 sum 时,将此路径加入结果列表。

 

算法流程:
pathSum(root, sum) 函数:

  •初始化: 结果列表 res ,路径列表 path 。
  •返回值: 返回 res 即可。

 

recur(root, tar) 函数:
•递推参数: 当前节点 root ,当前目标值 tar 。
•终止条件: 若节点 root 为空,则直接返回。
•递推工作:
  1.路径更新: 将当前节点值 root.val 加入路径 path ;
  2.目标值更新: tar = tar - root.val(即目标值 tar 从 sum 减至 0 );
  3.路径记录: 当 ① root 为叶节点 且 ② 路径和等于目标值 ,则将此路径 path 加入 res 。
  4.先序遍历: 递归左 / 右子节点。
  5.路径恢复: 向上回溯前,需要将当前节点从路径 path 中删除,即执行 path.pop() 。

 

复杂度分析:
  时间复杂度 O(N) : N 为二叉树的节点数,先序遍历需要遍历所有节点。
  空间复杂度 O(N) : 最差情况下,即树退化为链表时,path 存储所有树节点,使用 O(N) 额外空间。

 

class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    public TreeNode(int val){
        this.val = val;

    }
    public TreeNode(int val,TreeNode left,TreeNode right){
        this.val = val;
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
}
class Solution{
    List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
    LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();
    public List<List<Integer>> pathSum(TreeNode root,int target){
        recur(root,target);
        return res;
    }
    void recur(TreeNode root,int tar){
        if(root==null) return;
        path.add(root.val);
        tar-=root.val;
        if(tar==0&&root.left==null&&root.right==null){
            res.add(new LinkedList<>(path));
        }
        recur(root.left,tar);
        recur(root.right,tar);
        path.removeLast();
    }
}

 

 

值得注意的是,记录路径时若直接执行 res.append(path) ,则是将 path 对象加入了 res ;后续 path 改变时, res 中的 path 对象也会随之改变。

正确做法:res.append(list(path)) ,相当于复制了一个 path 并加入到 res 。

 


原因如下:

1.result.add(path)是浅拷贝,将result尾部指向了path地址,后续path内容的变化会导致result的变化(由于回溯path.removeLast()的原因,path最终为空)。

2.result.add(new LinkedList<>(path)) 是深拷贝,开辟一个独立地址(空间),地址中存放的是和当前path内容一样的另一个新链表,后续path的变化不会影响到result中该链表的变化。