二叉樹:一入遞歸深似海,從此offer是路人
❝一看就會(huì),一寫就廢!❞
這次我們要好好談一談遞歸,為什么很多同學(xué)看遞歸算法都是“一看就會(huì),一寫就廢”。
主要是對(duì)遞歸不成體系,沒有方法論,「每次寫遞歸算法 ,都是靠玄學(xué)來寫代碼」,代碼能不能編過都靠運(yùn)氣。
「本篇將介紹前后中序的遞歸寫法,一些同學(xué)可能會(huì)感覺很簡單,其實(shí)不然,我們要通過簡單題目把方法論確定下來,有了方法論,后面才能應(yīng)付復(fù)雜的遞歸。」
這里幫助大家確定下來遞歸算法的三個(gè)要素。「每次寫遞歸,都按照這三要素來寫,可以保證大家寫出正確的遞歸算法!」
- 「確定遞歸函數(shù)的參數(shù)和返回值:」確定哪些參數(shù)是遞歸的過程中需要處理的,那么就在遞歸函數(shù)里加上這個(gè)參數(shù), 并且還要明確每次遞歸的返回值是什么進(jìn)而確定遞歸函數(shù)的返回類型。
- 「確定終止條件:」寫完了遞歸算法, 運(yùn)行的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)遇到棧溢出的錯(cuò)誤,就是沒寫終止條件或者終止條件寫的不對(duì),操作系統(tǒng)也是用一個(gè)棧的結(jié)構(gòu)來保存每一層遞歸的信息,如果遞歸沒有終止,操作系統(tǒng)的內(nèi)存棧必然就會(huì)溢出。
- 「確定單層遞歸的邏輯:」確定每一層遞歸需要處理的信息。在這里也就會(huì)重復(fù)調(diào)用自己來實(shí)現(xiàn)遞歸的過程。
好了,我們確認(rèn)了遞歸的三要素,接下來就來練練手:
「以下以前序遍歷為例:」
「確定遞歸函數(shù)的參數(shù)和返回值」:因?yàn)橐蛴〕銮靶虮闅v節(jié)點(diǎn)的數(shù)值,所以參數(shù)里需要傳入vector在放節(jié)點(diǎn)的數(shù)值,除了這一點(diǎn)就不需要在處理什么數(shù)據(jù)了也不需要有返回值,所以遞歸函數(shù)返回類型就是void,代碼如下:
- void traversal(TreeNode* cur, vector<int>& vec)
「確定終止條件」:在遞歸的過程中,如何算是遞歸結(jié)束了呢,當(dāng)然是當(dāng)前遍歷的節(jié)點(diǎn)是空了,那么本層遞歸就要要結(jié)束了,所以如果當(dāng)前遍歷的這個(gè)節(jié)點(diǎn)是空,就直接return,代碼如下:
- if (cur == NULL) return;
「確定單層遞歸的邏輯」:前序遍歷是中左右的循序,所以在單層遞歸的邏輯,是要先取中節(jié)點(diǎn)的數(shù)值,代碼如下:
- vec.push_back(cur->val); // 中
- traversal(cur->left, vec); // 左
- traversal(cur->right, vec); // 右
單層遞歸的邏輯就是按照中左右的順序來處理的,這樣二叉樹的前序遍歷,基本就寫完了,在看一下完整代碼:
前序遍歷:
- class Solution {
- public:
- void traversal(TreeNode* cur, vector<int>& vec) {
- if (cur == NULL) return;
- vec.push_back(cur->val); // 中
- traversal(cur->left, vec); // 左
- traversal(cur->right, vec); // 右
- }
- vector<int> preorderTraversal(TreeNode* root) {
- vector<int> result;
- traversal(root, result);
- return result;
- }
- };
那么前序遍歷寫出來之后,中序和后序遍歷就不難理解了,代碼如下:
中序遍歷:
- void traversal(TreeNode* cur, vector<int>& vec) {
- if (cur == NULL) return;
- traversal(cur->left, vec); // 左
- vec.push_back(cur->val); // 中
- traversal(cur->right, vec); // 右
- }
后序遍歷:
- void traversal(TreeNode* cur, vector<int>& vec) {
- if (cur == NULL) return;
- traversal(cur->left, vec); // 左
- traversal(cur->right, vec); // 右
- vec.push_back(cur->val); // 中
- }
此時(shí)大家可以做一做leetcode上三道題目,分別是:
- 144.二叉樹的前序遍歷
- 145.二叉樹的后序遍歷
- 94.二叉樹的中序遍歷
可能有同學(xué)感覺前后中序遍歷的遞歸太簡單了,要打迭代法(非遞歸),別急,我們明天打前中后序的迭代法,打個(gè)通透!
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