监控二叉树（基于二叉树的动态规划）（后序遍历的进阶）

Posted 2021-09-08 秦枫-_-

解题思路：
这道题目其实不是那么好理解的，题目举的示例不是很典型，会误以为摄像头必须要放在中间，其实放哪里都可以只要覆盖了就行。

这道题目难在两点：

需要确定遍历方式
需要状态转移的方程
我们之前做动态规划的时候，只要最难的地方在于确定状态转移方程，至于遍历方式无非就是在数组或者二维数组上。

本题并不是动态规划，其本质是贪心，但我们要确定状态转移方式，而且要在树上进行推导，所以难度就上来了，一些同学知道这道题目难，但其实说不上难点究竟在哪。

需要确定遍历方式
首先先确定遍历方式，才能确定转移方程，那么该如何遍历呢？

在安排选择摄像头的位置的时候，我们要从底向上进行推导，因为尽量让叶子节点的父节点安装摄像头，这样摄像头的数量才是最少的 ，这也是本道贪心的原理所在！

如何从低向上推导呢？

就是后序遍历也就是左右中的顺序，这样就可以从下到上进行推导了。
需要状态转移的方程
确定了遍历顺序，再看看这个状态应该如何转移，先来看看每个节点可能有几种状态：

可以说有如下三种：

该节点无覆盖
本节点有摄像头
本节点有覆盖
我们分别有三个数字来表示：

0：该节点无覆盖
1：本节点有摄像头
2：本节点有覆盖
大家应该找不出第四个节点的状态了。

一些同学可能会想有没有第四种状态：本节点无摄像头，其实无摄像头就是 无覆盖 或者 有覆盖的状态，所以一共还是三个状态。

那么问题来了，空节点究竟是哪一种状态呢？ 空节点表示无覆盖？ 表示有摄像头？还是有覆盖呢？

回归本质，为了让摄像头数量最少，我们要尽量让叶子节点的父节点安装摄像头，这样才能摄像头的数量最少。

那么空节点不能是无覆盖的状态，这样叶子节点就可以放摄像头了，空节点也不能是有摄像头的状态，这样叶子节点的父节点就没有必要放摄像头了，而是可以把摄像头放在叶子节点的爷爷节点上。

所以空节点的状态只能是有覆盖，这样就可以在叶子节点的父节点放摄像头了

接下来就是递推关系。

那么递归的终止条件应该是遇到了空节点，此时应该返回 2（有覆盖）
递归的函数，以及终止条件已经确定了，再来看单层逻辑处理。

主要有如下四类情况：

情况1：左右节点都有覆盖
左孩子有覆盖，右孩子有覆盖，那么此时中间节点应该就是无覆盖的状态了。

如图：

情况2：左右节点至少有一个无覆盖的情况
如果是以下情况，则中间节点（父节点）应该放摄像头：

left == 0 && right == 0 左右节点无覆盖
left == 1 && right == 0 左节点有摄像头，右节点无覆盖
left == 0 && right == 1 左节点有无覆盖，右节点摄像头
left == 0 && right == 2 左节点无覆盖，右节点覆盖
left == 2 && right == 0 左节点覆盖，右节点无覆盖

这个不难理解，毕竟有一个孩子没有覆盖，父节点就应该放摄像头。
此时摄像头的数量要加一，并且 return 1，代表中间节点放摄像头。

情况3：左右节点至少有一个有摄像头
如果是以下情况，其实就是 左右孩子节点有一个有摄像头了，那么其父节点就应该是2（覆盖的状态）

left == 1 && right == 2 左节点有摄像头，右节点有覆盖
left == 2 && right == 1 左节点有覆盖，右节点有摄像头
left == 1 && right == 1 左右节点都有摄像头
情况4：头结点没有覆盖
以上都处理完了，递归结束之后，可能头结点 还有一个无覆盖的情况，如图：

//0  无覆盖，1 有摄像头，2 有覆盖
class Solution {
    int ans=0;
    public int minCameraCover(TreeNode root) {
     int tmp=dfs(root);
     if(tmp==0)ans++;
     return ans;
    }
    public int dfs(TreeNode root){
        if(root==null){
         return 2;
        }
        int left=dfs(root.left);
        int right=dfs(root.right);
        if(left==2&&right==2)return 0;
        if(left==0||right==0){
        ans++;
        return 1;
        }
        if(left==1||right==1)return 2;
        return 0;
    }
}