数据结构与算法之 leetcode 二叉树右视图改进 层次遍历顺序

数据结构与算法阿木 发布于 8 天前 2 次阅读


摘要:

在LeetCode中,二叉树的右视图问题是一个经典的面试题。它要求我们以层次遍历的顺序输出二叉树每一层的最右边的节点。本文将深入探讨这一问题的解法,通过层次遍历的方式实现二叉树右视图的输出,并分析其时间复杂度和空间复杂度。

一、问题分析

二叉树右视图问题要求我们输出二叉树每一层的最右边的节点。层次遍历是一种常用的遍历二叉树的方法,它从根节点开始,逐层遍历,每层节点按照从左到右的顺序输出。为了找到每一层的最右边的节点,我们需要在遍历过程中记录每一层的节点。

二、解决方案

我们可以使用队列来实现层次遍历,并记录每一层的节点。以下是具体的实现步骤:

1. 创建一个队列,并将根节点入队。

2. 当队列为空时,结束遍历。

3. 遍历队列,记录当前层的节点数量。

4. 遍历当前层的所有节点,将每个节点的右子节点和左子节点入队。

5. 输出当前层的最后一个节点,即最右边的节点。

下面是具体的代码实现:

python

class TreeNode:


def __init__(self, val=0, left=None, right=None):


self.val = val


self.left = left


self.right = right

def rightSideView(root):


if not root:


return []



result = []


queue = [root]



while queue:


level_size = len(queue)


for i in range(level_size):


node = queue.pop(0)


if i == level_size - 1:


result.append(node.val)


if node.left:


queue.append(node.left)


if node.right:


queue.append(node.right)



return result


三、时间复杂度和空间复杂度分析

1. 时间复杂度:在层次遍历中,每个节点只被访问一次,因此时间复杂度为O(n),其中n是二叉树中节点的数量。

2. 空间复杂度:队列中最多存储了二叉树的所有节点,因此空间复杂度为O(n)。

四、优化方案

在上述实现中,我们使用了一个队列来存储节点,并记录每一层的最后一个节点。我们可以进一步优化这个算法,以减少空间复杂度。

我们可以使用一个变量来记录当前层的最后一个节点,并在遍历下一层时更新它。这样,我们就不需要存储整个队列,从而将空间复杂度降低到O(1)。

以下是优化后的代码实现:

python

class TreeNode:


def __init__(self, val=0, left=None, right=None):


self.val = val


self.left = left


self.right = right

def rightSideView(root):


if not root:


return []



result = []


queue = [root]


last_node = None



while queue:


level_size = len(queue)


for i in range(level_size):


node = queue.pop(0)


if i == level_size - 1:


result.append(node.val)


last_node = node


if node.right:


queue.append(node.right)


if node.left:


queue.append(node.left)



return result


五、总结

本文深入解析了LeetCode中的二叉树右视图问题,通过层次遍历的方式实现了二叉树右视图的输出。我们分析了算法的时间复杂度和空间复杂度,并提出了优化方案。通过这些分析,我们可以更好地理解二叉树遍历的相关知识,并在实际编程中灵活运用。