Leetcode 与树(TreeNode )相关的题解测试工具函数总结
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Leetcode 与树(TreeNode )相关的题解测试工具函数总结相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
LeetCode收录了许多互联网公司的算法题目,被称为刷题神器。最近在剑指Offer上也刷了一些题目,发现涉及到数据结构类的题目,比如说“树”、“链表"这种题目,如果想在本地IDE进行测试,除了完成题目要求的算法外,还需要写一些辅助函数,比如树的创建,遍历等,由于这些函数平时用到的地方比较多,并且也能加深对常用数据结构的理解,这里将Leetcode中与树(TreeNode)相关题目会用到的测试辅助函数做一个总结。
代码文件说明
- LeetCode 剑指Offer在线编程中关于树的数据结构定义
- TreeHelper.java: 主要是和树相关的常用操作函数,包括:二叉树的创建、三种遍历、获取树的节点数,高度、判断是否为二叉搜索树,以及搜索二叉树的创建、插入、删除
- TreeHelperTest.java: 主要用来对TreeHelper.java中的函数进行测试
- Solution18:LeetCode 剑指Offer在线编程第18道题"二叉树的镜像"题解,和本地测试方法
源代码
1.TreeNode.java
package structure;
public class TreeNode {
public int val = 0;
public TreeNode left = null;
public TreeNode right = null;
public TreeNode(int val) {
this.val = val;
}
}
2.TreeHelper.java
package structure;
import static java.lang.Math.max;
public class TreeHelper {
static int index;
static String[] values;
public TreeHelper(){}
// 根据形如”1,2,#,4,5,#,7,#“的字符串建立二叉树,其中#代表该节点为空
public void setValues(String treeValues) {
values = treeValues.split(",");
index = 0;
}
// 递归建立二叉树
public TreeNode createTree() {
TreeNode node = null;
if(index < values.length){
if (values[index].equals("#")) {
index++;
return null;
}
node = new TreeNode(Integer.parseInt(values[index]));
index++;
node.left = createTree();
node.right = createTree();
}
return node;
}
//前序遍历
public void preOrder(TreeNode root) {
if (root == null) {
return;
} else {
System.out.print(root.val + " ");
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
}
}
//中序遍历
public void inOrder(TreeNode root) {
if (root == null) {
return;
} else {
preOrder(root.left);
System.out.print(root.val + " ");
preOrder(root.right);
}
}
//后序遍历
public void postOrder(TreeNode root) {
if (root == null) {
return;
} else {
preOrder(root.left);
preOrder(root.right);
System.out.print(root.val + " ");
}
}
//获取二叉树的节点个数
public int getNodeNum(TreeNode root) {
if (root == null) {
return 0;
}
return 1 + getNodeNum(root.left) + getNodeNum(root.right);
}
//获取二叉树的高度
public int getTreeHeight(TreeNode root) {
if (root == null) {
return 0;
}
return 1 + max(getTreeHeight(root.left), getTreeHeight(root.right));
}
//创建二叉搜索树BST
public TreeNode createSearchTree(int[] treeValues){
TreeNode rootBST = null;
for (int value : treeValues) {
rootBST = insertNode(rootBST,value);
}
return rootBST;
}
//判断一个二叉树是否为二叉搜索树,时间复杂度O(1)
public boolean isBST(TreeNode root) {
return isBSTResolve(root, Integer.MIN_VALUE, Integer.MAX_VALUE);
}
public boolean isBSTResolve(TreeNode root, int min, int max) {
if (root == null) {
return true;
}
if (root.val < min || root.val > max) {
return false;
}
return isBSTResolve(root.left, min, root.val) && isBSTResolve(root.right, root.val, max);
}
//根据值查找二叉树搜索树root的某个节点
public TreeNode findNode(TreeNode rootBST, int val) {
if (rootBST == null) {
return null;
} else if (rootBST.val < val) {
return findNode(rootBST.right, val);
} else if (rootBST.val > val) {
return findNode(rootBST.left, val);
}
return rootBST;
}
//向二叉搜索树中插入值val
public TreeNode insertNode(TreeNode rootBST, int val) {
if (rootBST == null) {
rootBST = new TreeNode(val);
} else {
if (val < rootBST.val) {
rootBST.left = insertNode(rootBST.left, val);
} else if (val > rootBST.val) {
rootBST.right = insertNode(rootBST.right, val);
}
}
return rootBST;
}
//删除二叉树中某个值为val的节点
public TreeNode deleteNode(TreeNode rootBST, int val) {
if (findNode(rootBST, val) == null) {
System.out.println("要删除的节点不存在!");
} else {
if (val < rootBST.val) {
rootBST.left = deleteNode(rootBST.left, val);
} else if (val > rootBST.val) {
rootBST.right = deleteNode(rootBST.right, val);
} else { //rootBST就是要被删除的节点
if (rootBST.left != null && rootBST.right != null) { //被删除的节点的左右子节点均存在
TreeNode tmp = findMinNode(rootBST.right); //从右子树找到值最小的节点填充删除节点
rootBST.val = tmp.val;
rootBST.right = deleteNode(rootBST.right, rootBST.val); //删除右子树值最小的元素
} else { //被删除的节点只有一个或者无子节点存在
//被删除节点的左子节点为空,则右子节点取代根节点
if (rootBST.left == null) {
rootBST = rootBST.right;
} else {
rootBST = rootBST.left;
}
}
}
}
return rootBST;
}
// 找到二叉搜索树中值最小的节点
public TreeNode findMinNode(TreeNode rootBST) {
if (rootBST == null) {
return null;
} else if (rootBST.left == null) {
return rootBST;
}
return findMinNode(rootBST.left);
}
}
3.TreeHelperTest.java
package test;
import structure.TreeHelper;
import structure.TreeNode;
class treeHelperTest {
public static void main(String[] args) {
String treeNodeValues = "1,2,#,#,3,4,#,#,5,6,#,8,#,#";
TreeHelper treeHelper = new TreeHelper();
treeHelper.setValues(treeNodeValues);
try {
TreeNode root = treeHelper.createTree();
System.out.println("创建二叉树成功!");
System.out.println("前序遍历二叉树:");
treeHelper.preOrder(root);
System.out.println();
System.out.println("中序遍历二叉树:");
treeHelper.inOrder(root);
System.out.println();
System.out.println("后序遍历二叉树:");
treeHelper.postOrder(root);
System.out.println();
System.out.printf("二叉树的节点数目:%d
", treeHelper.getNodeNum(root));
System.out.printf("二叉树的高度:%d
", treeHelper.getTreeHeight(root));
System.out.println("二叉树是否为二叉搜索树:" + String.valueOf(treeHelper.isBST(root)));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
try {
TreeNode rootBST = treeHelper.createSearchTree(new int[]{2, 4, 3, 1, 9, 7, 6, 8});
System.out.println("创建二叉搜索树成功!");
System.out.println("二叉树是否为二叉搜索树:" + String.valueOf(treeHelper.isBST(rootBST)));
System.out.println("中序遍历二叉搜索树:");
treeHelper.inOrder(rootBST);
System.out.println();
rootBST = treeHelper.insertNode(rootBST, 5);
System.out.println("中序遍历插入5后的二叉搜索树:");
treeHelper.inOrder(rootBST);
System.out.println();
rootBST = treeHelper.deleteNode(rootBST, 6);
System.out.println("中序遍历删除6后的二叉搜索树:");
treeHelper.inOrder(rootBST);
System.out.println();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
测试结果如下
4.剑指Offer在线编程第18道题"二叉树的镜像"
Solution18
import structure.TreeHelper;
import structure.TreeNode;
/*
* Q:操作给定的二叉树,将其变换为源二叉树的镜像
* tag: 树
*/
public class Solution18 {
public static void main(String[] args) {
Solution18 s = new Solution18();
s.testMirror();
}
public void Mirror(TreeNode root) {
if(root == null){
return;
}
if(root.left == null){
root.left = root.right;
root.right = null;
Mirror(root.left);
}
else if(root.right == null){
root.right = root.left;
root.left = null;
Mirror(root.right);
}
else{
TreeNode temp = root.left;
root.left = root.right;
root.right = temp;
Mirror(root.right);
Mirror(root.left);
}
}
public void testMirror(){
TreeHelper treeHelper = new TreeHelper();
String treeValues = "1,2,#,#,3,4,#,#,5,6,#,8,#,#";
treeHelper.setValues(treeValues);
TreeNode root = treeHelper.createTree();
System.out.println("中序遍历二叉树:");
treeHelper.inOrder(root);
System.out.println();
Mirror(root);
System.out.println("中序遍历二叉树的镜像:");
treeHelper.inOrder(root);
System.out.println();
}
}
运行结果如下:
以上是关于Leetcode 与树(TreeNode )相关的题解测试工具函数总结的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章