二叉树的堂兄弟节点

谁践踏了优雅 2024-03-23 16:07 34阅读 0赞

**目录**

一.二叉树的堂兄弟节点

1.题目描述

2.问题分析

3.代码实现

1.BFS解法

2.DFS解法

二.二叉树的堂兄弟节点 II

1.题目描述

2.问题分析

3.代码实现

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## 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][Link 1]

### 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][Link 2]

### 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;
    
        }

[Link 1]: https://leetcode.cn/problems/cousins-in-binary-tree/description/
[Link 2]: https://leetcode.cn/problems/cousins-in-binary-tree-ii/