LEETCODE 1261. Find Elements in a Contaminated Binary Tree 解题思路分析

题目大意：

在受污染的二叉树中查找元素

给出一个满足下述规则的二叉树：

• root.val == 0
• 如果 treeNode.val == x 且 treeNode.left != null，那么 treeNode.left.val == 2 * x + 1
• 如果 treeNode.val == x 且 treeNode.right != null，那么 treeNode.right.val == 2 * x + 2

现在这个二叉树受到「污染」，所有的 treeNode.val 都变成了 -1。

请你先还原二叉树，然后实现 FindElements 类：

• FindElements(TreeNode* root) 用受污染的二叉树初始化对象，你需要先把它还原。
• bool find(int target) 判断目标值 target 是否存在于还原后的二叉树中并返回结果。

示例 1：

输入：
 ["FindElements","find","find"]
 [[[-1,null,-1]],[1],[2]]
输出：
 [null,false,true]
解释：
 FindElements findElements = new FindElements([-1,null,-1]); 
 findElements.find(1); // return False 
 findElements.find(2); // return True 

示例 2：

输入：
 ["FindElements","find","find","find"]
 [[[-1,-1,-1,-1,-1]],[1],[3],[5]]
输出：
 [null,true,true,false]
解释：
 FindElements findElements = new FindElements([-1,-1,-1,-1,-1]);
 findElements.find(1); // return True
 findElements.find(3); // return True
 findElements.find(5); // return False

示例 3：

输入：
 ["FindElements","find","find","find","find"]
 [[[-1,null,-1,-1,null,-1]],[2],[3],[4],[5]]
输出：
 [null,true,false,false,true]
解释：
 FindElements findElements = new FindElements([-1,null,-1,-1,null,-1]);
 findElements.find(2); // return True
 findElements.find(3); // return False
 findElements.find(4); // return False
 findElements.find(5); // return True

提示：

• TreeNode.val == -1
• 二叉树的高度不超过 20
• 节点的总数在 [1, 10^4] 之间
• 调用 find() 的总次数在 [1, 10^4] 之间
• 0 <= target <= 10^6

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解题思路分析：

题目表述的十分清楚，并且难度也不大，先递归一遍二叉树，将每个节点按照要求附上值。查找时，可以使用与赋值时相同的递归思路，找到节点中是否含有target的数字即可。不做优化的情况下本题也可以通过所有测试用例，但执行时间相对较长，大概600多毫秒。做优化时，我们可以考虑给搜索剪枝，因为随着节点的向下延伸，节点的值是在不断变大，因此当节点大于target时可以直接返回false。优化后，执行时间骤减到100多毫秒，不过这个结果还是难以满意。其实最简单粗暴的方式是，在第一步给每个节点赋值时，我们可以使用一个集合记录下所有出现过的节点值，查找时，我们直接看集合中是否存在该值即可。

实现代码：

TreeNode mRoot; // 根节点
// 保存所有节点值的集合
Set<Integer> set = new HashSet<>();
public FindElements(TreeNode root) {
    root.val=0; // 根节点初始化为0
    mRoot=root; // 将root保存到全局变量
    helper(root); // 递归给每一个节点赋值
}

void helper(TreeNode root){
    set.add(root.val); // 将当前节点值加入集合
    if(root.left!=null){ // 如果左子节点不为空
        // 左子节点赋值位当前值乘以2加1
        root.left.val=root.val*2+1;
        // 递归左子节点
        helper(root.left);
    }
    if(root.right!=null){ // 如果右子节点不为空
        // 右子节点赋值位当前值乘以2加2
        root.right.val=root.val*2+2;
        // 递归右子节点
        helper(root.right);
    }
}

public boolean find(int target) {
    // 查看集合中是否存在target
    return set.contains(target);
}

本题解法执行时间为20ms。

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