C++實(shí)現(xiàn)二叉樹的堂兄弟節(jié)點(diǎn)查詢，是指在二叉樹中，找到兩個(gè)節(jié)點(diǎn)深度相同但父節(jié)點(diǎn)不同的節(jié)點(diǎn)，即為堂兄弟節(jié)點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)這一功能可以通過遍歷二叉樹并記錄節(jié)點(diǎn)深度和父節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)

一.二叉樹的堂兄弟節(jié)點(diǎn)

1.題目描述

在二叉樹中，根節(jié)點(diǎn)位于深度 0 處，每個(gè)深度為 k 的節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)位于深度 k+1 處。

如果二叉樹的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)深度相同，但父節(jié)點(diǎn)不同，則它們是一對(duì)堂兄弟節(jié)點(diǎn)。

我們給出了具有唯一值的二叉樹的根節(jié)點(diǎn) root ，以及樹中兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)的值 x 和 y 。

只有與值 x 和 y 對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)是堂兄弟節(jié)點(diǎn)時(shí)，才返回 true 。否則，返回 false。

力扣:力扣

2.問題分析

題目中很詳細(xì)的給出了判斷堂兄弟節(jié)點(diǎn)的條件:①兩個(gè)節(jié)點(diǎn)深度相同②父節(jié)點(diǎn)不同

由此我們可以通過BFS和DFS找到題目給定的兩個(gè)值對(duì)應(yīng)的二叉樹結(jié)點(diǎn),記錄這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的深度和父節(jié)點(diǎn),最后通過判斷堂兄弟結(jié)點(diǎn)的條件從而判斷是否為堂兄弟結(jié)點(diǎn).

3.代碼實(shí)現(xiàn)

1.BFS解法

    // x 的信息
    int x;
    TreeNode xParent;
    int xDepth;
    boolean xFound = false;
    // y 的信息
    int y;
    TreeNode yParent;
    int yDepth;
    boolean yFound = false;
    public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        int depth = 0;
        if (root != null) {
            queue.offer(root);
            if (root.val == x || root.val == y) {
                return false;
            }
        }
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; ++i) {
                TreeNode node = queue.poll();
                if (node.left != null) {
                    queue.offer(node.left);
                    if (node.left.val == x) {
                        xParent = node;
                        xDepth = depth;
                    }
                    if (node.left.val == y) {
                        yParent = node;
                        yDepth = depth;
                    }
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.offer(node.right);
                    if (node.right.val == x) {
                        xParent = node;
                        xDepth = depth;
                    }
                    if (node.right.val == y) {
                        yParent = node;
                        yDepth = depth;
                    }
                }
            }
            depth++;
        }
        return xDepth == yDepth && xParent != yParent;
    }

2.DFS解法

    // x 的信息
    int x;
    TreeNode xParent;
    int xDepth;
    boolean xFound = false;
    // y 的信息
    int y;
    TreeNode yParent;
    int yDepth;
    boolean yFound = false;
    public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        dfs(root, 0, null);
        return xDepth == yDepth && xParent != yParent;
    }
    public void dfs(TreeNode node, int depth, TreeNode parent) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        if (node.val == x) {
            xParent = parent;
            xDepth = depth;
            xFound = true;
        } else if (node.val == y) {
            yParent = parent;
            yDepth = depth;
            yFound = true;
        }
        // 如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都找到了，就可以提前退出遍歷
        // 即使不提前退出，對(duì)最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度也不會(huì)有影響
        if (xFound && yFound) {
            return;
        }
        dfs(node.left, depth + 1, node);
        if (xFound && yFound) {
            return;
        }
        dfs(node.right, depth + 1, node);
    }

二.二叉樹的堂兄弟節(jié)點(diǎn) II

1.題目描述

給你一棵二叉樹的根root，請(qǐng)你將每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值替換成該節(jié)點(diǎn)的所有堂兄弟節(jié)點(diǎn)值的和。

如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在樹中有相同的深度且它們的父節(jié)點(diǎn)不同，那么它們互為堂兄弟。

請(qǐng)你返回修改值之后，樹的根root。

注意，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的深度指的是從樹根節(jié)點(diǎn)到這個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)過的邊數(shù)。

力扣:力扣

2.問題分析

每一次只需要求出下一層的所有節(jié)點(diǎn)的和,然后減去非子結(jié)點(diǎn)的值,就是其堂兄弟結(jié)點(diǎn)值的和了.

3.代碼實(shí)現(xiàn)

    public TreeNode replaceValueInTree(TreeNode root) {
         root.val = 0;
        ArrayList<TreeNode> queue = new ArrayList<>();
        queue.add(root);
        while (!queue.isEmpty()) {
            ArrayList<TreeNode> tmp = queue;
            queue = new ArrayList<>();
            int nextLevelSum = 0; // 下一層的節(jié)點(diǎn)值之和
            for (TreeNode node : tmp) {
                if (node.left != null) {
                    queue.add(node.left);
                    nextLevelSum += node.left.val;
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.add(node.right);
                    nextLevelSum += node.right.val;
                }
            }
            // 再次遍歷，更新下一層的節(jié)點(diǎn)值
            for (TreeNode node : tmp) {
                int childrenSum = (node.left != null ? node.left.val : 0) +
                        (node.right != null ? node.right.val : 0);
                if (node.left != null)
                    node.left.val = nextLevelSum - childrenSum;
                if (node.right != null)
                    node.right.val = nextLevelSum - childrenSum;
            }
        }
        return root;
    }

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