[leetcode] Find Bottom Left Tree Value

Posted 2021-01-10 Lin.B

Given a binary tree, find the leftmost value in the last row of the tree.

Example 1:

Input:

    2
   /   1   3

Output:
1

 

Example 2: 

Input:

        1
       /       2   3
     /   /     4   5   6
       /
      7

Output:
7

 

Note: You may assume the tree (i.e., the given root node) is not NULL.

---

分析：题目翻译一下：要求寻找一个二叉树最底层，最左边的数字。

第一个思路：想到用BFS，每层遍历。保存每层的结果，并且想办法找到最后一层的最左边的数字。代码如下：

 1 class Solution {
 2     public int findBottomLeftValue(TreeNode root) {
 3         //BFS method
 4         Queue<TreeNode> stack = new LinkedList<>(); //用队列实现层次遍历
 5         List<Integer> list = new ArrayList<>(); //用list保存每个层结果，如果有下一层，就覆盖
 6 
 7         int length = 0;
 8         stack.offer(root);
 9         while ( !stack.isEmpty() ){
10             length = stack.size();
11             for ( int i = 0 ; i < length ; i ++ ) {
12                 TreeNode t = stack.poll();
13                 list.add(t.val);
14                 if (t.left != null) stack.offer(t.left);
15                 if (t.right != null) stack.offer(t.right);
16             }
17         }
18         System.out.println(list);
19         return list.get(list.size()-length);
20     }
21 }

  运行时间12ms，击败3.74%。显然是个不好的方法，因为使用了list这个多余的空间。下面想办法优化。

第二个思路：如果不用list，直接返回最后一个元素呢。这个时候想到层次遍历需要从右往左遍历，这样最后一个访问的元素就是最后一层最左边的了。

 1 class Solution {
 2     public int findBottomLeftValue(TreeNode root) {
 3         //BFS method
 4         Queue<TreeNode> stack = new LinkedList<>(); //用队列实现层次遍历
 5 
 6         int result = root.val;
 7         stack.offer(root);
 8         while ( !stack.isEmpty() ){
 9             int length = stack.size();
10             for ( int i = 0 ; i < length ; i ++ ) {
11                 TreeNode t = stack.poll();
12                 result = t.val;
13                 
14                 if (t.right != null) stack.offer(t.right);
15                 if (t.left != null) stack.offer(t.left);
16             }
17         }
18         //System.out.println(list);
19         return result;
20     }
21 }

  运行时间7ms，这应该是非递归方法最快的了。

思路三：二叉树类问题，肯定也是可以用递归来做的。

因为要判断最底层，所以要增加一个level判断第几层。用递归最关键就是找到最左边元素的判断，这里非常巧妙用一个level判断。因为递归都是从左边开始递归的，因此用一个level变量记录当前遍历到的最左边的元素位于第几层。

 1 class Solution {
 2     int res = 0;
 3     int level = 0;
 4     public int findBottomLeftValue(TreeNode root) {
 5         res = root.val;
 6         helper(root,0);
 7         return res;
 8     }
 9 
10     private void helper(TreeNode root, int curlevel) {
11         if ( root == null ) return;
12         if ( root.left == null && root.right == null ) {
13             res = curlevel > level?root.val:res;
14             level = Math.max(level,curlevel);
15         }
16         helper(root.left,curlevel+1);
17         helper(root.right,curlevel+1);
18     }
19 }

  运行时间5ms。这个递归核心就在于如何判断是不是最左边的。