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513.找树左下角的值

难度:中等

给定一棵二叉树的根节点 root ,请找出该二叉树中每一层的最大值。

示例1:

img

输入: root = [1,3,2,5,3,null,9]
输出: [1,3,9]

示例2:

输入: root = [1,2,3]
输出: [1,3]

提示:

  • 二叉树的节点个数的范围是 [0,104]
  • -231 <= Node.val <= 231 - 1

广度优先搜索法(BFS)

这道题和 102 题很类似,改动在于在每一层的遍历过程中,把该层的元素进行最大值记录,得到最大值后,再将其放进 result 列表中。

层序遍历一个二叉树。就是从左到右、一层一层地去遍历二叉树。这种遍历的方式需要借用一个辅助数据结构即队列来实现。

队列具有 先进先出 的特性,符合层序遍历的逻辑。这种层序遍历的方式就是图论中的广度优先遍历,只不过我们应用在了二叉树上。

算法流程:

  1. 处理特例:若根节点为空,则返回空列表

  2. 根节点入队

  3. BFS 循环: 判断队列是否为空。如果不为空,说明还有节点需要遍历

    1. 初始化当前层的节点个数 currentLevelSize 为队列的大小
    2. 使用一个内层循环,遍历当前层的节点。循环次数为当前层的节点个数 currentLevelSize
      1. 从队列中取出一个节点 current,将其元素值进行最大值比较
      2. 如果当前节点有左子节点,将左子节点入队
      3. 如果当前节点有右子节点,将右子节点入队
    3. 将得到的该层最大值加入结果列表 result
    4. 此时队列中已经把当前层的节点都出队了,同时把下一层的节点都入队了,因此队列大小刚好变成了下一层的节点个数
  4. 返回结果列表

代码展示

java
public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {
    List<Integer> result = new ArrayList<>();
    // 若根节点为空,则返回空列表
    if (root == null) {
        return result;
    }
    Deque<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
    // 根节点入队
    queue.add(root);
    // BFS 循环
    while (!queue.isEmpty()) {
        int currentLayerSize = queue.size();
        Integer maxValue = Integer.MIN_VALUE;
        // 这里一定要使用固定大小currentLayerSize,不要使用queue.size(),因为queue不停地出队入队,所以其大小是不断变化的
        for (int i = 0; i < currentLayerSize; i++) {
            TreeNode current = queue.poll();
            maxValue = Math.max(maxValue, current.val);
            if (current.left != null) {
                queue.add(current.left);
            }
            if (current.right != null) {
                queue.add(current.right);
            }
        }
        result.add(maxValue);
    }
    return result;
}

时间复杂度:O(n),其中 n 是二叉树的节点数。每一个节点恰好被遍历一次。

空间复杂度:O(n),最差情况下,即当树为满二叉树时,最多有 (n+1)/2 个树节点 同时queue 中,故使用 O(n) 大小的额外空间。

总结

Integer.MIN_VALUE 是在 Java 中整型变量的最小值。