package other.algorithm;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Queue;
import java.util.Stack;
/**
* @author
*/
public class TreeType {
class TreeNode {
TreeNode left;
TreeNode right;
Integer data;
}
/**
* 前序非递归
*/
public void preOrder(TreeNode root) {
Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
TreeNode p = root;
while (p != null || !stack.empty()) {
while (p != null) {
System.out.println(p.data);
stack.push(p);
p = p.left;
}
if (!stack.empty()) {
p = stack.pop();
p = p.right;
}
}
}
// public void preOrder1(TreeNode root) {
// Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
// TreeNode p = root;
// while (p != null || !stack.empty()) {
// while (p != null) {
// System.out.println(p.data);
// stack.push(p);
// p = p.left;
// }
// if (!stack.empty()) {
// p = stack.pop();
// p = p.right;
// }
// }
// }
/**
* 中序非递归
*/
public void midOrder(TreeNode root) {
Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
TreeNode p = root;
while (p != null || !stack.empty()) {
while (p != null) {
stack.push(p);
p = p.left;
}
if (!stack.empty()) {
p = stack.pop();
System.out.println(p.data);
p = p.right;
}
}
}
/**
* 后序非递归遍历
* 要保证根结点在左孩子和右孩子访问之后才能访问,因此对于任一结点P,先将其入栈。如果P不存在左孩子和右孩子,
* 则可以直接访问它;或者P存 在左孩子或者右孩子,但是其左孩子和右孩子都已被访问过了,则同样可以直接访问该结点。
* 若非上述两种情况,则将P的右孩子和左孩子依次入栈,这样就保证了 每次取栈顶元素的时候,左孩子在右孩子前面被访问,
* 左孩子和右孩子都在根结点前面被访问。
*
* @param root
*/
public void postOrder(TreeNode root) {
Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
TreeNode p = root;
TreeNode pre = null;
stack.push(p);
while (!stack.empty()) {
p = stack.peek();
if ((p.left == pre || p.right == pre) || (p.left == null && p.right == null)) {
System.out.println(p.data);
stack.pop();
pre = p;
} else {
if (p.right != null) {
stack.push(p.right);
}
if (p.left != null) {
stack.push(p.left);
}
}
}
}
/**
* 层次遍历
* <p>
* 增加两个Node:last和nlast
* last:表示当前遍历层最右结点
* nlast:表示下一层最右结点
* 遍历时,每次将nlast指向插入队列元素,最后一个插入结点时即最右结点。插入左右孩子之后,检测last是否为当前输出结点,
* 若是,则表示需要进行换行,并将last指向下一层的nlast。
*
* @param root
*/
public void printTree(TreeNode root) {
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.add(root);
TreeNode last = root;
TreeNode nlast = root;
while (!queue.isEmpty()) {
TreeNode t = queue.peek();
System.out.print(queue.poll().data + " ");
if (t.left != null) {
queue.add(t.left);
nlast = t.left;
}
if (t.right != null) {
queue.add(t.right);
nlast = t.right;
}
// 如果当前输出结点是最右结点,那么换行
if (last == t) {
System.out.println();
last = nlast;
}
}
}
public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
if (root == null) return null;
List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.add(root);
List<Integer> temp = new ArrayList<>();
TreeNode cur = root;
TreeNode next = root;
while (!queue.isEmpty()) {
TreeNode tmp = queue.pop();
temp.add(tmp.data);
if (tmp.left != null) {
queue.add(tmp.left);
next = tmp.left;
}
if (tmp.right != null) {
queue.add(tmp.right);
next = tmp.right;
}
if (cur == tmp) {
list.add(temp);
temp = new ArrayList<>();
cur = next;
}
}
return list;
}
// 102. 二叉树的层序遍历
public List<List<Integer>> levelOrder2(TreeNode root) {
List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
if (root == null) return list;
queue.add(root);
List<Integer> row = new ArrayList<>();
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
for (int i = 1; i <= size; i++) { // 逐个输出队列内元素个数
TreeNode p = queue.pop();
row.add(p.data);
if (p.left != null) {
queue.add(p.left);
}
if (p.right != null) {
queue.add(p.right);
}
}
list.add(row);
row = new ArrayList<>();
}
return list;
}
/**
* 判断是对称二叉树
*
* @param root
* @return
*/
public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
return help(root, root);
}
private boolean help(TreeNode p, TreeNode q) {
if (p == null && q == null) return true;
if (p == null || q == null) return false;
return (p.data.equals(q.data)) && help(p.left, q.right) && help(p.right, q.left);
}
/**
* 最大深度
*
* @param root
* @return
*/
public int maxDepth(TreeNode root) {
if (root == null) return 0;
int left = maxDepth(root.left) + 1;
int right = maxDepth(root.right) + 1;
return Math.max(left, right);
}
/**
* 是否为平衡二叉树
*
* @param root
* @return
*/
Boolean ret = true;
public boolean isBalanced(TreeNode root) {
depth(root);
return ret;
}
private int depth(TreeNode root) {
if (root == null) return 0;
int left = depth(root.left) + 1;
int right = depth(root.right) + 1;
if (Math.abs(left - right) > 1) ret = false;
return Math.max(left, right);
}
/**
* 最小深度
*
* @param root
* @return
*/
public int minDepth(TreeNode root) {
if (root == null) return 0;
if (root.left == null && root.right == null) return 1;
int ret = Integer.MAX_VALUE;
if (root.left != null)
ret = Math.min(minDepth(root.left), ret);
if (root.right != null) {
ret = Math.min(minDepth(root.right), ret);
}
return ret + 1;
}
// 100. 相同的树
public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
if (p == null && q == null) return true;
if (p == null || q == null) return false;
return (p.data == q.data) && isSameTree(p.left, q.left) && isSameTree(p.right, q.right);
}
// 112. 路径总和
public boolean hasPathSum(TreeNode root, int sum) {
if (root == null) return false;
if (root.left == null && root.right == null) return root.data == sum;
return hasPathSum(root.left, sum - root.data) || hasPathSum(root.right, sum - root.data);
}
// 113. 路径总和 II
List<List<Integer>> ret2 = new LinkedList<List<Integer>>();
Deque<Integer> path = new LinkedList<Integer>();
public List<List<Integer>> pathSum(TreeNode root, int targetSum) {
dfs(root, targetSum);
return ret2;
}
public void dfs(TreeNode root, int targetSum) {
if (root == null) {
return;
}
path.offerLast(root.data);
targetSum -= root.data;
if (root.left == null && root.right == null && targetSum == 0) {
ret2.add(new LinkedList<Integer>(path));
}
dfs(root.left, targetSum);
dfs(root.right, targetSum);
path.pollLast();
}
// 226. 翻转二叉树
public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
invert(root);
return root;
}
void invert(TreeNode root) {
if (root == null) return;
TreeNode tmp = root.left;
root.left = root.right;
root.right = tmp;
invert(root.left);
invert(root.right);
}
// 236. 二叉树的最近公共祖先
public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
if (root == null || root == p || root == q) return root;
TreeNode left = lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
TreeNode right = lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
if (left == null) return right;
if (right == null) return left;
return root;
}
// 257. 二叉树的所有路径
public void construct_paths(TreeNode root, String path, LinkedList<String> paths) {
if (root != null) {
path += Integer.toString(root.data);
if ((root.left == null) && (root.right == null)) // 当前节点是叶子节点
paths.add(path); // 把路径加入到答案中
else {
path += "->"; // 当前节点不是叶子节点,继续递归遍历
construct_paths(root.left, path, paths);
construct_paths(root.right, path, paths);
}
}
}
public List<String> binaryTreePaths(TreeNode root) {
LinkedList<String> paths = new LinkedList();
construct_paths(root, "", paths);
return paths;
}
// 404. 左叶子之和
int res = 0;
public int sumOfLeftLeaves(TreeNode root) {
dfs(root, false);
return res;
}
private void dfs(TreeNode node, boolean isLeft) {
if (node == null) return;
if (node.left == null && node.right == null && isLeft) {
res += node.data;
}
dfs(node.left, true);
dfs(node.right, false);
}
}
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