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发布于 2025-08-11 / 17 阅读
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LeetCode - 杨辉三角 / 二叉树的最大深度

杨辉三角 / 二叉树的最大深度

杨辉三角相关企业

给定一个非负整数 numRows生成「杨辉三角」的前 numRows 行。

在「杨辉三角」中,每个数是它左上方和右上方的数的和。

 算法图片

示例 1:

输入: numRows = 5
输出: [[1],[1,1],[1,2,1],[1,3,3,1],[1,4,6,4,1]]

示例 2:

输入: numRows = 1
输出: [[1]]

 

提示:

  • 1 <= numRows <= 30

解题思路

这段代码是用于生成帕斯卡三角形(杨辉三角)的实现。给定一个非负整数 numRows,生成前 numRows 行的帕斯卡三角形。

代码逻辑

  1. 初始化

    • 创建一个 ArrayList 来存储结果,每个元素是一个 List<Integer> 表示一行

    • n 初始化为1,表示当前正在处理第1行

  2. 外层循环

    • while (numRows > 0) 控制生成的行数

    • 每次循环处理一行,numRows 减1,直到为0

  3. 处理每一行

    • 创建一个新的 ArrayList 来存储当前行的数字

    • 内层 for 循环填充当前行的每个元素:

      • 第一个和最后一个元素总是1(i == 0i == n-1 的情况)

      • 中间元素等于上一行对应位置和前一个位置元素的和(list.get(n-2).get(i-1) + list.get(n-2).get(i)

      • n-2 是因为列表从0开始索引,而 n 从1开始计数

  4. 添加行并更新计数器

    • 将当前行添加到结果列表中

    • n++ 准备处理下一行

    • numRows-- 减少剩余要处理的行数

示例

numRows = 5 为例:

  1. 第1行 (n=1): [1]

  2. 第2行 (n=2): [1, 1]

  3. 第3行 (n=3): [1, 2, 1] (1+1=2)

  4. 第4行 (n=4): [1, 3, 3, 1] (1+2=3, 2+1=3)

  5. 第5行 (n=5): [1, 4, 6, 4, 1] (1+3=4, 3+3=6, 3+1=4)

class Solution {
    public List<List<Integer>> generate(int numRows) {
       ArrayList<List<Integer>> list = new ArrayList();
       int n = 1;
       while (numRows > 0) {

          List<Integer> temp = new ArrayList(n);

          for (int i = 0; i < n; i++) {
             if (i == 0) {
                temp.add(1);
                continue;
             }
             if (i == (n - 1)) {
                temp.add(1);
                continue;
             }

             int left = list.get(n - 2).get(i - 1);
             int right = list.get(n - 2).get(i);
             temp.add(left + right);
          }
          list.add(temp);
          n++;
          numRows--;
       }
       return list;
    }

    public static void main(String[] args) {
       Solution solution = new Solution();
       List<List<Integer>> generate = solution.generate(1);
       System.out.println(generate);
    }
}

二叉树的最大深度

给定一个二叉树 root ,返回其最大深度。

二叉树的 最大深度 是指从根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。

 

示例 1:

算法图片

 

输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出:3

示例 2:

输入:root = [1,null,2]
输出:2

 

提示:

  • 树中节点的数量在 [0, 104] 区间内。

  • -100 <= Node.val <= 100

解题思路

递归遍历左右子树

这段代码是一个求二叉树最大深度的递归实现,我们按执行逻辑梳理一下:

  1. 递归结束条件(base case)

    if (root == null) {
        return 0;
    }
    • 当当前节点为空,说明走到树的尽头(叶子节点的子节点),深度为 0

    • 这是递归的出口,避免无限递归。

  1. 递归计算左子树深度

    int left = maxDepth(root.left); 
    • root.left 递归调用 maxDepth

    • 直到走到空节点,才返回 0,然后逐层往上计算深度。

  1. 递归计算右子树深度

    int right = maxDepth(root.right); 
    • 同理,对右子树递归计算最大深度。

  1. 当前节点深度计算

    return Math.max(left, right) + 1; 
    • 左右子树深度取最大值

    • 再加上当前节点本身的这一层深度(+1

    • 逐层返回给上一级调用。

class Solution {
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }

        int left = maxDepth(root.left);

        int right = maxDepth(root.right);

        return Math.max(left, right) + 1;
    }
}

广度遍历二叉树

采用广度优先搜索(BFS)的方法。下面是逐步逻辑分析:

  • 基本情况处理

    • 逻辑说明:如果根节点为空,说明树不存在,深度为 0。

if (root == null) {
    return 0;
}

  • BFS 初始化

    • 变量说明

      • level:记录当前深度,初始为 0。

      • queue:创建一个队列,并将根节点加入队列,作为遍历的起点。

int level = 0;
LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.add(root);
  • BFS 主循环

    • 外层循环:当队列不为空时,说明还有节点需要处理,循环继续。

    • 内层循环

      • 目标:处理当前层的每一个节点。

      • 步骤:

        1. 从队列中取出一个节点。

        2. 将其非空的左、右子节点加入队列末尾。

        3. 计数器 size 减 1,表示已处理完当前层的一个节点。

      • size 减至 0 时,表示当前层所有节点已处理完毕。

while (!queue.isEmpty()) { // 外层循环
    int size = queue.size(); // 获取当前层的节点数量

    while (size > 0) { // 内层循环:处理当前层的所有节点
        TreeNode poll = queue.poll(); // 取出队首节点

        // 将该节点的子节点加入队列,作为下一层待处理的节点
        if (poll.left != null) {
            queue.add(poll.left);
        }
        if (poll.right != null) {
            queue.add(poll.right);
        }

        size--; // 当前层节点计数器减 1
    }

    level++; // 完成一层处理后,深度加 1
}
  • 返回结果

    • 逻辑说明:当队列为空时,表示所有节点都已处理完毕,返回累计的深度 level,即为树的最大深度。

return level;

这种方法通过层级遍历的方式,每处理完一层深度加1,最终得到的level就是树的最大深度。

  • 完整代码

class Solution {
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        // 1. 基本情况处理
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        
        // 2. BFS 初始化
        int level = 0;
        LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.add(root);
        
        // 3. BFS 主循环
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size(); // 获取当前层的节点数量
            
            // 处理当前层的所有节点
            while (size > 0) {
                TreeNode currentNode = queue.poll(); // 取出队首节点
                
                // 将该节点的子节点加入队列,作为下一层待处理的节点
                if (currentNode.left != null) {
                    queue.add(currentNode.left);
                }
                if (currentNode.right != null) {
                    queue.add(currentNode.right);
                }
                
                size--; // 当前层节点计数器减1
            }
            
            level++; // 完成一层处理后,深度加1
        }
        
        // 4. 返回结果
        return level;
    }
}


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