• 【LeetCode】二叉树最大路径和(dfs)


    二叉树最大路径和

    题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-maximum-path-sum/

    分析:

    这个题目是求二叉树的最大路径和,要点有两个:

    • 最大不能走回头路:从根节点延伸的路径,你不能走了左子树又掉过头来走右子树
    • 最大路径不一定要经过根节点

    思路:

    对每个非叶子节点,其实都面临这样一个问题:求解从此节点开始的最大路径和,所以求解从根节点开始的最大路径和其实可以分解成很多的子问题,这些子问题在根本上其实都是一个问题,有个通用的解法,所以我们可以采取递归的方式,即dfs深度搜索

    针对每个节点,其最大收益分三种情况:

    • 只走此节点,不走其左右孩子 ,收益:root.val
    • 走此节点,并走入其左子树,收益:root.val+dfs(root.left)
    • 走此节点,并走入其右子树,收益:root.val+dfs(root.right)

    每个节点的收益仅有上面三种情况,对每个节点,取这三种情况的最大值即可:

    root.val+max(0, dfs(root.left), dfs(root.right))

    这也是当前子树能够提供给外部的最大路径和,即左右孩子只能选择一个走

    一个子树内部最大的路径和:左子树的最大路径和+右子树的最大路径和+根节点值,即dfs(root.left)+root.val+dfs(root.right)

    上述两种情况,分别是子树提供给外部(其父节点)的最大路径和,子树自身内部的最大路径和

    对于每个子问题,我们递归时都需要返回子树提供给外部的最大路径和

    而对于子树自身内部最大的路径和,每次都有比较记录一下,取最大值

    
    var result int // 记录最大路径和
    
    // dfs 求从root开始的最大路径和
    func dfs(root *TreeNode) int{
    
    	// 遍历到nil节点,收益为0
    	if root==nil{
    		return 0
    	}
    
    	left:=dfs(root.Left) // 左子树内部提供的最大路径和
    	right:=dfs(root.Right) // 右子树内部提供的最大路径和
    
    	innerMaxSum:=left+root.Val+right // 当前子树内部的最大路径和
    	result=max(result,innerMaxSum)  // 挑战一下最大路径
    
    	outputMaxSum:=root.Val+max(0,max(left,right)) // 当前子树对外提供的最大路径和
    
    	// 如果子树对外提供的最大路径和为负数,则返回0,因为负数子树对最大路径和毫无贡献
    	if outputMaxSum<0{
    		return 0
    	}
    	return outputMaxSum // 返回当前子树对外提供的最大路径和,这是每个子问题的解
    
    }
    
    func max(a,b int) int{
    	if a>b{
    		return a
    	}
    	return b
    }
    func maxPathSum(root *TreeNode) int {
    	result=math.MinInt64
    
    	dfs(root)
    
    	return  result
    }
    

    耗时分析:

    时间复杂度:O(N),每个节点都需要遍历

    空间复杂度:O(H),也就是递归的深度,跟树的形状有关

    总结:

    • 学会把大问题拆解成很多子问题,每个子问题其实都是相似的,子问题有解决方案了,综合一下大问题也就解决了
    • 通过求出每个子树对外提供的最大路径和,从递归树底部向上,不断求出每个子树内部的最大路径和(记录最大值),后者是求解的目标,后者的求解需要前者
    • 每个子树内部的最大路径和,都挑战一下最大路径和,这样递归结束时,最大路径和也就出来了
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yinbiao/p/16105795.html
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