【算法之路】? 吃透对称性递归 (一)

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前言

数据结构与算法属于开发人员的内功,不管前端技术怎么变,框架怎么更新,版本怎么迭代,它终究是不变的内容。 始终记得在参加字节青训营的时候,月影老师说过的一句话,不要问前端学不学算法。计算机学科的每一位都有必要了解算法,有写出高质量代码的潜意识

一、相同的树

1.1 题目描述

给你两棵二叉树的根节点 p 和 q ,编写一个函数来检验这两棵树是否相同。

如果两个树在结构上相同,并且节点具有相同的值,则认为它们是相同的。

示例 1:

输入:p = [1,2,3], q = [1,2,3]
输出:true
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示例 2:

输入:p = [1,2], q = [1,null,2]
输出:false
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示例 3:

输入:p = [1,2,1], q = [1,1,2]
输出:false
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1.2 算法思路

对于二叉树的问题,优先想到递归问题,这个问题我们的解法步骤如下:

  • 递归实现,如果两个节点的值都是空返回true
  • 一个为空一个不为空返回false
  • 两个值相同则继续递归两棵树的左节点和右节点,不相同则返回true

1.3 AC代码

var isSameTree = function(p, q) {
   const dfs = (l,r)=>{ // 左树 和 右树 是否相等
        console.log(l,r)
       if(l===null&&r==null) return true
       if(l==null || r==null) return false
       if(l.val!=r.val) return false
       return dfs(l.left,r.left) && dfs(l.right,r.right)
   }
   return dfs(p,q)
};
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二、翻转二叉树

2.1 题目描述

给你一棵二叉树的根节点 root ,翻转这棵二叉树,并返回其根节点。

示例 1:

输入:root = [4,2,7,1,3,6,9]
输出:[4,7,2,9,6,3,1]
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示例 2:

输入:root = [2,1,3]
输出:[2,3,1]
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示例 3:

输入:root = []
输出:[]
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2.2 解决思路

想要翻转一整颗树,其实看到这道问题的时候潜意识的就会想到一个递归模型,本质上就是不断的去递归翻转一个树,我们先想好如何翻转一棵小树

很简单,我们只需要将其左右节点互换即可,那如果翻转一整颗树的话,我们就使用递归去实现就好了,不断去翻转其子树。

    const reverseTree = (root) =>{
        if(!root) return null
        return {
            val: root.val,
            left: root.right,
            right: root.left
        }
    }
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2.3 AC代码

var invertTree = function(root) {
  if(!root) return null
  return {
      val:root.val,
      left:invertTree(root.right),
      right:invertTree(root.left)
  }
}
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三、N叉树的后序遍历

3.1 问题描述

给定一个 n 叉树的根节点 root ,返回 其节点值的 后序遍历 。

n 叉树 在输入中按层序遍历进行序列化表示,每组子节点由空值 null 分隔(请参见示例)。

示例 1:

输入:root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
输出:[5,6,3,2,4,1]
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示例 2:

输入:root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14]
输出:[2,6,14,11,7,3,12,8,4,13,9,10,5,1]
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提示:

  • 节点总数在范围 [0, 104] 内
  • 0 <= Node.val <= 104
  • n 叉树的高度小于或等于 1000

3.2 题解分析

如果是二叉树的后续遍历相比各位同学就熟悉的不能再熟悉了,这里是N叉树的后序遍历,实现思路也大同小异,我们先简单看一下N叉树的定义

 * function Node(val,children) {
 *    this.val = val;
 *    this.children = children;
 * };
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那不就好办了嘛? 一层for循环嵌套拿下 子节点

3.3 AC代码

var postorder = function(root) {
    const res = []
    const rec = (root)=>{
        if(!root) return // 递归终止条件
        for(const child of root.children){
            rec(child)
        }
        res.push(root.val)
    }
    rec(root)
    return res
};
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四、二叉树的锯齿层序遍历

4.1 问题描述

给你二叉树的根节点 root ,返回其节点值的 锯齿形层序遍历 。(即先从左往右,再从右往左进行下一层遍历,以此类推,层与层之间交替进行)。

示例 1:

输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出:[[3],[20,9],[15,7]]
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示例 2:

输入:root = [1]
输出:[[1]]

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示例 3:

输入:root = []
输出:[]
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4.2 问题分析

先摆开题目的要求,如果是非锯齿形状的打印我们该怎么做? 很简单,使用一个index值来记录层级即可,实现的代码如下

var zigzagLevelOrder = function(root) {
    const res = []
    const rec = (root,index)=>{
        if(!root) return
        if(!res[index]){
            res[index] = []
        }
        res[index].push(root.val)
        rec(root.left,index+1)
        rec(root.right,index+1)
    }
    rec(root,0)
    return res
};
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但是题目要求的是锯齿形状的,有了上面的 从左到右的实现思路,我们只需要加一个判断条件,从index的奇偶性来判断本层结果是从左往右还是从右往左了

image.png

4.3 AC代码

var zigzagLevelOrder = function(root) {
    const res = []
    const rec = (root,index)=>{
        if(!root) return
        if(!res[index]){
            res[index] = []
        }
       if(index%2==0){ // 0 2 4 从左往右
         res[index].push(root.val)
       }else{ // 1 3 5 从右往左
           res[index].unshift(root.val)
       }
        rec(root.left,index+1)
        rec(root.right,index+1)
    }
    rec(root,0)
    return res
};
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总结

  • 对于对称性质的递归,一般都是二叉树和N叉树问题,我们的解题步骤应该是从点到面的。
  • 先想好一个子树如何去实现,或者非特殊情况如何去实现。
  • 写完框架之后,再去想如何优化或者完善代码,如何从一棵子树通过递归的方式扩展到整颗树。

后续

本系列的 对称性质的算法应该有三个系列,欢迎关注。

好了,本篇【算法之路】? 吃透对称性递归到这里就结束了,我是邵小白,一个在前端领域摸爬滚打的大三学生,欢迎?评论。

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THE END
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