预备知识:二叉树基础知识
例1:路径之和2(medium)(二叉树深搜)
例2:最近的公共祖先(medium)(二叉树性质)
例3:二叉树转链表(medium)(二叉树与链表)
预备知识:二叉树层次遍历
例4:侧面观察二叉树(medium)(二叉树宽搜)
预备知识:图的基础知识
例5:课程安排(有向图判断环)(medium)

预备知识:二叉树基础知识

树是n(n>=0)个节点的有限集，且这些节点满足如下关系:
(1）有且仅有一个节点没有父结点，该节点称为树的根。
(2）除根外，其余的每个节点都有且仅有一个父结点。
(3）树中的每一个节点都构成一个以它为根的树。
二叉树在满足树的条件时，满足如下条件:
每个节点最多有两个孩子(子树)，这两个子树有左右之分，次序不可颠倒。

遍历：

例1:路径之和2(medium)(二叉树深搜)

class Solution {public:vector<vector<int>> pathSum(TreeNode* root, int targetSum) {vector<vector<int>>result;//存储所有满足结果的路径vector<int>path;//记录单个路径int path_value = 0;//路径上的总和preorder(root, targetSum, path_value, path, result);return result;}
private:void preorder(TreeNode* node, int& targetSum, int& path_value, vector<int>& path, vector<vector<int>>& result) {if (!node) {return;}path_value += node->val;path.push_back(node->val);if (!node->left && !node->right && path_value == targetSum) {result.push_back(path);}preorder(node->left, targetSum, path_value, path, result);preorder(node->right, targetSum, path_value, path, result);path_value -= node->val;path.pop_back();}
};

例2:最近的公共祖先(medium)(二叉树性质)

class Solution {public:TreeNode* lowestCommonAncestor(TreeNode* root, TreeNode* p, TreeNode* q) {vector<TreeNode*>path;//临时栈vector<TreeNode*>node_p_path;//存储p节点路径vector<TreeNode*>node_q_path;//存储q节点路径int finish = 0;preorder(root, p, path, node_p_path, finish);path.clear();finish = 0;preorder(root, q, path, node_q_path, finish);int path_len = 0;//记录较短路径的长度if (node_p_path.size() < node_q_path.size()) {path_len = node_p_path.size();}else {path_len = node_q_path.size();}TreeNode* result = 0;for (int i = 0; i < path_len; i++) {if (node_p_path[i] == node_q_path[i]) {result = node_p_path[i];}}return result;}
private:void preorder(TreeNode* node,//正在遍历的节点TreeNode* search,//待搜索的节点vector<TreeNode*>& path,//遍历时的节点路径栈vector<TreeNode*>& result,//最终搜索到的search路径结果int& finish//记录是否找到，找到为1未找到为0) {if (!node || finish) {return;}path.push_back(node);if (node == search) {finish = 1;result = path;}preorder(node->left, search, path, result, finish);preorder(node->right, search, path, result, finish);path.pop_back();}
};

例3:二叉树转链表(medium)(二叉树与链表)

方法一：先遍历二叉树，将遍历到的节点存至vector中，最后连接（左节点置空；右节点指向下一元素）

class Solution {public:void flatten(TreeNode* root) {vector<TreeNode*>node_vec;preorder(root, node_vec);for (int i = 1; i < node_vec.size(); i++) {node_vec[i - 1]->left = NULL;node_vec[i - 1]->right = node_vec[i];}}
private:void preorder(TreeNode* node, vector<TreeNode*>& node_vec) {if (!node) {return;}node_vec.push_back(node);preorder(node->left, node_vec);preorder(node->right, node_vec);}
};

方法二：

class Solution {public:void flatten(TreeNode* root) {TreeNode* last = NULL;preorder(root, last);}
private:void preorder(TreeNode* node, TreeNode*& last) {if (!node) {return;}//叶节点情况if (!node->left && !node->right) {last = node;return;}TreeNode* left = node->left;TreeNode* right = node->right;TreeNode* left_last = NULL;TreeNode* right_last = NULL;//有左子树if (left) {preorder(left, left_last);node->left = NULL;node->right = left;last = left_last;}//有右子树if (right) {preorder(right, right_last);if (left_last) {left_last->right = right;}last = right_last;}}
};

预备知识:二叉树层次遍历

例4:侧面观察二叉树(medium)(二叉树宽搜)

class Solution {public:vector<int> rightSideView(TreeNode* root) {vector<int>view;queue<pair<TreeNode*, int>>Q;if (root) {Q.push(make_pair(root, 0));}while (!Q.empty()) {TreeNode* node = Q.front().first;int depth = Q.front().second;Q.pop();if (view.size() == depth) {view.push_back(node->val);}else {view[depth] = node->val;}if (node->left) {Q.push(make_pair(node->left, depth + 1));}if (node->right) {Q.push(make_pair(node->right, depth + 1));}}return view;}
};

预备知识:图的基础知识

例5:课程安排(有向图判断环)(medium)

方法一：深度搜索

struct GraphNode {int label;std::vector<GraphNode*> neighbors;GraphNode(int x) : label(x) {};
};
bool DFS_graph(GraphNode* node, std::vector<int>& visit) {visit[node->label] = 0;for (int i = 0; i < node->neighbors.size(); i++) {if (visit[node->neighbors[i]->label] == -1) {if (DFS_graph(node->neighbors[i], visit) == 0) {return false;}}else if (visit[node->neighbors[i]->label] == 0) {return false;}}visit[node->label] = 1;return true;
}class Solution {public:bool canFinish(int numCourses, vector<vector<int>>& prerequisites) {std::vector<GraphNode*> graph;std::vector<int> visit;for (int i = 0; i < numCourses; i++) {graph.push_back(new GraphNode(i));visit.push_back(-1);}for (int i = 0; i < prerequisites.size(); i++) {GraphNode* begin = graph[prerequisites[i][1]];GraphNode* end = graph[prerequisites[i][0]];begin->neighbors.push_back(end);}for (int i = 0; i < graph.size(); i++) {if (visit[i] == -1 && !DFS_graph(graph[i], visit)) {return false;}}for (int i = 0; i < numCourses; i++) {delete graph[i];}return true;}
};

方法二：宽度搜索

struct GraphNode {int label;std::vector<GraphNode*> neighbors;GraphNode(int x) : label(x) {};
};
class Solution {public:bool canFinish(int numCourses, vector<vector<int>>& prerequisites) {std::vector<GraphNode*> graph;std::vector<int> degree;for (int i = 0; i < numCourses; i++) {degree.push_back(0);graph.push_back(new GraphNode(i));}for (int i = 0; i < prerequisites.size(); i++) {GraphNode* begin = graph[prerequisites[i][1]];GraphNode* end = graph[prerequisites[i][0]];begin->neighbors.push_back(end);degree[prerequisites[i][0]]++;}std::queue<GraphNode*> Q;for (int i = 0; i < numCourses; i++) {if (degree[i] == 0) {Q.push(graph[i]);}}while (!Q.empty()) {GraphNode* node = Q.front();Q.pop();for (int i = 0; i < node->neighbors.size(); i++) {degree[node->neighbors[i]->label]--;if (degree[node->neighbors[i]->label] == 0) {Q.push(node->neighbors[i]);}}}for (int i = 0; i < graph.size(); i++) {delete graph[i];}for (int i = 0; i < degree.size(); i++) {if (degree[i]) {return false;}}return true;}
};

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