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

如果想查看本题目是哪家公司的面试题,请参考以下免费链接: https://leetcode.jp/problemdetail.php?id=1261

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。

Runtime: 20 ms, faster than 99.14% of Java online submissions for Find Elements in a Contaminated Binary Tree.

Memory Usage: 48.9 MB, less than 100.00% of Java online submissions for Find Elements in a Contaminated Binary Tree.

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