C++中所有可能的完全二叉樹


假設完全二叉樹是指每個節點恰好有0個或2個子節點的二叉樹。因此,我們必須找到具有N個節點的所有可能的完全二叉樹的列表。答案中每棵樹的每個節點都必須具有node.val = 0。返回的樹可以是任意順序。因此,如果輸入是7,則樹為:

為了解決這個問題,我們將遵循以下步驟:

  • 定義一個整數型別鍵和樹型別值的對映m。

  • 定義一個名為allPossibleFBT()的方法,它將N作為輸入。

  • 如果N為1,則建立一個只有一個節點且值為0的樹,並返回。

  • 如果m包含鍵N,則返回m[N]。定義一個名為temp的陣列,並令req := N – 1。

  • 對於left in range 1 to req – 1

    • right := req – left

    • 如果left = 2或right = 2,則進行下一次迭代。

    • leftPart := allPossibleFBT(left), rightPart := allPossibleFBT(right)

    • 對於j in range 0 to size of leftPart - 1

      • 對於k in range 0 to size of rightPart – 1

        • root := 一個值為0的新節點

        • root的左子節點 := leftPart[j],root的右子節點 := rightPart[k]

        • 將root插入ans

  • 設定m[N] := ans 並返回。

示例(C++)

讓我們看看下面的實現來更好地理解:

 線上演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class TreeNode{
   public:
      int val;
      TreeNode *left, *right;
      TreeNode(int data){
         val = data;
         left = right = NULL;
      }
};
void tree_level_trav(TreeNode*root){
   if (root == NULL) return;
      cout << "[";
   queue<TreeNode *> q;
   TreeNode *curr;
   q.push(root);
   q.push(NULL);
   while (q.size() > 1) {
      curr = q.front();
      q.pop();
      if (curr == NULL){
         q.push(NULL);
      } else {
            if(curr->left)
               q.push(curr->left);
            if(curr->right)
               q.push(curr->right);
            if(curr == NULL || curr->val == 0){
               cout << "null" << ", ";
            } else {
            cout << curr->val << ", ";
         }
      }
   }
   cout << "]"<<endl;
}
class Solution {
   public:
   map < int, vector <TreeNode*> > m;
   vector<TreeNode*> allPossibleFBT(int N) {
      if(N == 1){
         vector <TreeNode*> temp;
         TreeNode *n = new TreeNode(1);
         n->left = new TreeNode(0);
         n->right = new TreeNode(0);
         temp.push_back(n);
         return temp;
      }
      if(m.count(N))return m[N];
      vector <TreeNode*> ans;
      int required = N - 1;
      for(int left = 1; left < required; left++){
         int right = required - left;
         if(left == 2 || right == 2)continue;
         vector <TreeNode*> leftPart = allPossibleFBT(left);
         vector <TreeNode*> rightPart = allPossibleFBT(right);
         for(int j = 0; j < leftPart.size(); j++){
            for(int k = 0; k < rightPart.size(); k++){
               TreeNode* root = new TreeNode(1);
               root->left = leftPart[j];
               root->right = rightPart[k];
               ans.push_back(root);
            }
         }
      }
      return m[N] = ans;
   }
};
main(){
   vector<TreeNode*> v;
   Solution ob;
   v = (ob.allPossibleFBT(7)) ;
   for(TreeNode *t : v){
      tree_level_trav(t);
   }
}

輸入

7

輸出

[1, 1, 1, null, null, 1, 1, null, null, 1, 1, null, null, null, null, ]
[1, 1, 1, null, null, 1, 1, 1, 1, null, null, null, null, null, null, ]
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, null, null, null, null, null, null, null, null, ]
[1, 1, 1, 1, 1, null, null, null, null, 1, 1, null, null, null, null, ]
[1, 1, 1, 1, 1, null, null, 1, 1, null, null, null, null, null, null, ]

更新於:2020年4月30日

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