題目地址:
https://leetcode-cn.com/probl...
題目描述:
給定一個(gè)非空二叉樹(shù),返回其最大路徑和。 本題中,路徑被定義為一條從樹(shù)中任意節(jié)點(diǎn)出發(fā),達(dá)到任意節(jié)點(diǎn)的序列。該路徑至少包含一個(gè)節(jié)點(diǎn),且不一定經(jīng)過(guò)根節(jié)點(diǎn)。 示例 1: 輸入: [1,2,3] 1 / 2 3 輸出: 6 示例 2: 輸入: [-10,9,20,null,null,15,7] -10 / 9 20 / 15 7 輸出: 42
解答:
這一題,看上去,根本不可能做出來(lái)!為什么呢?因?yàn)檫@里的路徑和很特別,它可以是從任意點(diǎn)到任意點(diǎn)的路徑,搜索我都搜索不出來(lái),按照定義路徑可以是從一個(gè)葉子到另一個(gè)葉子,比如這樣:
-10 / 9 20 / 15 7
15->20->7,這條路徑,怎么搜索?搜索的代碼都寫(xiě)不出來(lái)!?。?br>那么只能放棄了。。。
我認(rèn)為直接求路徑和這題是無(wú)解的,寫(xiě)不出代碼。而這一題我是求別的東西,順帶求出了答案。
但是想一下下面的幾個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題就能做出來(lái)了!
(如果跳過(guò)這幾個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題直接看答案,除非你天賦異稟,否則能看懂那你這思維也是沒(méi)誰(shuí)了)
二叉樹(shù)的深度怎么求?
int depth(TreeNode root) { if(root == null)return 0; return 1+Math.max(depth(root.left),depth(root.right)); }
二叉樹(shù)的深度等于,max(左子樹(shù)的深度,右子樹(shù)的深度)+1。
假設(shè)二叉樹(shù)的val字段為int類(lèi)型。
基于求深度的思想,進(jìn)階一下求根節(jié)點(diǎn)到葉節(jié)點(diǎn)的最大路徑和:
int maxSum(TreeNode root) { if(root == null)return 0; return root.val + Math.max(maxSum(root.left),maxSum(root.right)); }
根到葉的最大路徑和等于max(左子樹(shù)根到葉最大路徑和,右子樹(shù)根到葉最大路徑和)+root.val。
現(xiàn)在求,根節(jié)點(diǎn)到某一子節(jié)點(diǎn),使得該路徑和最大,該子節(jié)點(diǎn)可以不是葉子節(jié)點(diǎn),給出最大路徑長(zhǎng)度。
how?
這個(gè)和上面那倆其實(shí)是一個(gè)原理,給這個(gè)函數(shù)起個(gè)名字叫做"根向下最大延申"
那么算法是:
int temp =max(左子樹(shù)根向下最大延申,右子樹(shù)根向下最大延申)。
若temp > 0,則根向下最大延申=root.val+temp,否則根向下最大延申=root.val
代碼為:
int dfs(TreeNode root) { if(root == null)return 0; int left = dfs(root.left); int right = dfs(root.right); int temp = Math.max(left,right); if(temp > 0) temp += root.val; else temp = root.val; return temp; }
求出上面這個(gè)有什么用?。。????用處實(shí)在是太大了啊啊啊啊?。。。。。?br>求出了上面這個(gè),這個(gè)問(wèn)題就基本可解了?。?!
為什么呢?
我們這么想,給我任意一個(gè)樹(shù)的節(jié)點(diǎn)root,現(xiàn)在給這個(gè)"根向下最大延申"函數(shù)起個(gè)英文名叫做dfs。那么經(jīng)過(guò)這個(gè)節(jié)點(diǎn)的最大路徑和只可能是下面幾種情況:
1、
root.val
該節(jié)點(diǎn)本身值。
2、
dfs(root.left)+root.val,該節(jié)點(diǎn)本身值+左子樹(shù)向下最大延申。
此時(shí)dfs(root.left) > 0 && dfs(root.right) <= 0。
3、
dfs(root.right)+root.val,該節(jié)點(diǎn)本身值+右子樹(shù)向下最大延申。
此時(shí)dfs(root.left) <= 0 && dfs(root.right) > 0。
4、dfs(root.left)+dfs(root.right)+root.val
該節(jié)點(diǎn)本身值+左右子樹(shù)向下最大延申。
此時(shí)dfs(root.left) > 0 && dfs(root.right) > 0。
上面四種情況包含了經(jīng)過(guò)這個(gè)節(jié)點(diǎn)的最大路徑和的所有可能。
雖然不能求出任意點(diǎn)到任意點(diǎn)的路徑和,但是已經(jīng)可以得到該題的解了!?。?br>(讀者可以想想為什么不求出任意點(diǎn)到任意點(diǎn)的路徑和也能求出答案)
因此,對(duì)于任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)root,求出經(jīng)過(guò)該節(jié)點(diǎn)的最大路徑和,然后和全局答案
進(jìn)行比較,更新全局答案為最大值,就能夠求出這一題的答案?。?!
java ac代碼:
/** * Definition for a binary tree node. * public class TreeNode { * int val; * TreeNode left; * TreeNode right; * TreeNode(int x) { val = x; } * } */ class Solution { public int maxPathSum(TreeNode root) { if(root == null)return 0; dfs(root); return ans; } int ans = Integer.MIN_VALUE; //求該點(diǎn)能向下延申的最大值 int dfs(TreeNode root) { if(root == null)return 0; int left = dfs(root.left); int right = dfs(root.right); int temp = Math.max(left,right); if(temp > 0) temp += root.val; else temp = root.val; int val = root.val; if(left >= 0)val += left; if(right >= 0)val += right; ans = Math.max(ans,val); return temp; } }
Amazing?。。?br>代碼如此優(yōu)美,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只被訪問(wèn)一次,使得時(shí)間效率應(yīng)該也是最優(yōu)的,并且還能求出答案,真是Unbelievable!
這題還能這么解!?。∵@題讓求最大路徑和,實(shí)際上是求根節(jié)點(diǎn)向下最大延申,而路徑和只是順帶著求出來(lái)的。
為什么不直接給出答案?這是一道hard的題目,如果不寫(xiě)前面的鋪墊直接給出答案,多半是看不懂的。
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