1367.二叉树中的链表

目标

给你一棵以 root 为根的二叉树和一个 head 为第一个节点的链表。

如果在二叉树中,存在一条一直向下的路径,且每个点的数值恰好一一对应以 head 为首的链表中每个节点的值,那么请你返回 True ,否则返回 False 。

一直向下的路径的意思是:从树中某个节点开始,一直连续向下的路径。

示例 1:

输入:head = [4,2,8], root = [1,4,4,null,2,2,null,1,null,6,8,null,null,null,null,1,3]
输出:true
解释:树中蓝色的节点构成了与链表对应的子路径。

示例 2:

输入:head = [1,4,2,6], root = [1,4,4,null,2,2,null,1,null,6,8,null,null,null,null,1,3]
输出:true

示例 3:

输入:head = [1,4,2,6,8], root = [1,4,4,null,2,2,null,1,null,6,8,null,null,null,null,1,3]
输出:false
解释:二叉树中不存在一一对应链表的路径。

说明:

  • 二叉树和链表中的每个节点的值都满足 1 <= node.val <= 100 。
  • 链表包含的节点数目在 1 到 100 之间。
  • 二叉树包含的节点数目在 1 到 2500 之间。

思路

判断二叉树中是否存在给定的路径 head,路径以链表的形式给出。

dfs 判断是否存在相同的路径。这道题的难点在于没有要求起点为 root,因此需要枚举所有节点为起点的情况。针对每一个起点我们最多检查 100 次,总共大概 2.5 * 10^5 次。

代码


/**
 * @date 2024-12-30 8:56
 */
public class IsSubPath1367 {

    public ListNode head;

    public boolean isSubPath(ListNode head, TreeNode root) {
        this.head = head;
        return dfs(root, head);
    }

    public boolean dfs(TreeNode cur, ListNode node) {
        if (node == null) {
            return true;
        }
        if (cur == null) {
            return false;
        }
        return cur.val == node.val && (dfs(cur.left, node.next) || dfs(cur.right, node.next))
                || node == head && (dfs(cur.left, head) || dfs(cur.right, head));
    }

}

性能

494.目标和

目标

给你一个非负整数数组 nums 和一个整数 target 。

向数组中的每个整数前添加 '+' 或 '-' ,然后串联起所有整数,可以构造一个 表达式 :

  • 例如,nums = [2, 1] ,可以在 2 之前添加 '+' ,在 1 之前添加 '-' ,然后串联起来得到表达式 "+2-1" 。

返回可以通过上述方法构造的、运算结果等于 target 的不同 表达式 的数目。

示例 1:

输入:nums = [1,1,1,1,1], target = 3
输出:5
解释:一共有 5 种方法让最终目标和为 3 。
-1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 3
+1 - 1 + 1 + 1 + 1 = 3
+1 + 1 - 1 + 1 + 1 = 3
+1 + 1 + 1 - 1 + 1 = 3
+1 + 1 + 1 + 1 - 1 = 3

示例 2:

输入:nums = [1], target = 1
输出:1

说明:

  • 1 <= nums.length <= 20
  • 0 <= nums[i] <= 1000
  • 0 <= sum(nums[i]) <= 1000
  • -1000 <= target <= 1000

思路

有一个数组,可以在数组元素前加上正负号来组成表达式,问表达式等于target的数目。

如果当前元素为正则累加,否则相减,递归直到所有元素都已列入表达式,如果累加结果等于target则返回1,否则返回0。

//todo 改为递推,或记忆化搜索

代码

/**
 * @date 2024-06-30 20:07
 */
public class FindTargetSumWays494 {
    public int findTargetSumWays(int[] nums, int target) {
        return dfs(nums, 1, nums[0], target) + dfs(nums, 1, -nums[0], target);
    }

    public int dfs(int[] nums, int i, int res, int target) {
        if (i == nums.length) {
            return res - target == 0 ? 1 : 0;
        }
        return dfs(nums, i + 1, res + nums[i], target) + dfs(nums, i + 1, res - nums[i], target);
    }

}

性能

2786.访问数组中的位置使分数最大

目标

给你一个下标从 0 开始的整数数组 nums 和一个正整数 x 。

你 一开始 在数组的位置 0 处,你可以按照下述规则访问数组中的其他位置:

  • 如果你当前在位置 i ,那么你可以移动到满足 i < j 的 任意 位置 j 。
  • 对于你访问的位置 i ,你可以获得分数 nums[i] 。
  • 如果你从位置 i 移动到位置 j 且 nums[i] 和 nums[j] 的 奇偶性 不同,那么你将失去分数 x 。

请你返回你能得到的 最大 得分之和。

注意 ,你一开始的分数为 nums[0] 。

示例 1:

输入:nums = [2,3,6,1,9,2], x = 5
输出:13
解释:我们可以按顺序访问数组中的位置:0 -> 2 -> 3 -> 4 。
对应位置的值为 2 ,6 ,1 和 9 。因为 6 和 1 的奇偶性不同,所以下标从 2 -> 3 让你失去 x = 5 分。
总得分为:2 + 6 + 1 + 9 - 5 = 13 。

示例 2:

输入:nums = [2,4,6,8], x = 3
输出:20
解释:数组中的所有元素奇偶性都一样,所以我们可以将每个元素都访问一次,而且不会失去任何分数。
总得分为:2 + 4 + 6 + 8 = 20 。

说明:

  • 2 <= nums.length <= 10^5
  • 1 <= nums[i], x <= 10^6

思路

给定一个数组 nums 与 正整数 x,从下标 0 开始,允许从任意位置 i 开始向后访问位置 j,如果nums[i]nums[j] 的奇偶性相同,则可以获得 nums[j] 分,否则获得 nums[j] - x 分。求能够获得的分数总和的最大值。

刚开始就想到要从后向前,自底向上动态规划,如果当前的奇偶性与与后面的奇偶性相同就累加,否则就将后面的值减去x。接着又想到并不是要每一个节点都要访问,如果节点没有访问奇偶性和谁比较呢?并且后面的得分取决于前一个元素的奇偶性,考虑到昨天的题 子序列最大优雅度,觉得可能方向又错了。

于是就尝试贪心算法,从下标0开始,执行while循环,如果后面的元素奇偶性与之相同,直接累加。对于奇偶性不同的,我们可以考虑累加或者跳过。这样问题就变成了从这个新位置开始向后能获取的最大分数。注意新的位置奇偶性发生了变化。

这么一想问题又变成记忆化搜索了,于是就可以转换为递推/动态规划问题。

// todo 转换为动态规划的写法

代码

/**
 * @date 2024-06-14 8:43
 */
public class MaxScore2786 {

    public long maxScore(int[] nums, int x) {
        int n = nums.length;
        long[][] mem = new long[n + 1][2];
        for (int i = 0; i < mem.length; i++) {
            mem[i] = new long[]{Integer.MIN_VALUE, Integer.MIN_VALUE};
        }
        long res = nums[0];
        int flag = nums[0] % 2;
        int i = 1;
        while (i < n && nums[i] % 2 == flag) {
            res += nums[i];
            i++;
        }
        res += Math.max(0, maxScore(nums, x, i, flag, mem));
        return res;
    }

    public long maxScore(int[] nums, int x, int start, int preFlag, long[][] mem) {
        int n = nums.length;
        if (start >= n) {
            return 0;
        }
        // 如果选择该节点
        int flag = nums[start] % 2;
        long select = nums[start];
        if (preFlag != flag) {
            select -= x;
        }
        int i = start + 1;
        while (i < n && nums[i] % 2 == flag) {
            select += nums[i];
            i++;
        }
        if (mem[i][flag] == Integer.MIN_VALUE) {
            mem[i][flag] = maxScore(nums, x, i, flag, mem);
        }
        select += Math.max(0, mem[i][flag]);
        // 如果跳过该节点
        if (mem[start + 1][preFlag] == Integer.MIN_VALUE) {
            mem[start + 1][preFlag] = maxScore(nums, x, start + 1, preFlag, mem);
        }
        return Math.max(select, mem[start + 1][preFlag]);
    }

}

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1379.找出克隆二叉树中的相同节点

目标

给你两棵二叉树,原始树 original 和克隆树 cloned,以及一个位于原始树 original 中的目标节点 target。

其中,克隆树 cloned 是原始树 original 的一个 副本 。

请找出在树 cloned 中,与 target 相同 的节点,并返回对该节点的引用(在 C/C++ 等有指针的语言中返回 节点指针,其他语言返回节点本身)。

注意:你 不能 对两棵二叉树,以及 target 节点进行更改。只能 返回对克隆树 cloned 中已有的节点的引用。

说明:

  • 树中节点的数量范围为 [1, 10^4] 。
  • 同一棵树中,没有值相同的节点。
  • target 节点是树 original 中的一个节点,并且不会是 null 。

进阶:如果树中允许出现值相同的节点,将如何解答?

思路

这道题挺简单的,这让我想起 100.相同的树 这道题,都是两棵树的同步遍历。

代码

/**
 * @date 2024-04-03 0:01
 */
public class GetTargetCopy1379 {
    public final TreeNode getTargetCopy(final TreeNode original, final TreeNode cloned, final TreeNode target) {
        if (original == null) {
            return null;
        } else if (target.equals(original)) {
            return cloned;
        } else {
            TreeNode res = getTargetCopy(original.left, cloned.left, target);
            if (res == null) {
                res = getTargetCopy(original.right, cloned.right, target);
            }
            return res;
        }
    }
}

性能