C++实现二叉树的最大和BST


假设我们有一个二叉树根节点,我们需要找到任何子树的所有节点的最大和,该子树同时也是一个二叉搜索树 (BST)。

例如,如果输入如下:

则输出为 20,这是所选 BST 中所有节点的总和。

为了解决这个问题,我们将遵循以下步骤:

  • 创建一个名为 Data 的结构体,它将包含一些成员,例如 sz、maxVal、minVal、ok 和 sum。 还定义一个 Data 结构体的初始化函数,参数顺序为 (sz, minVal, maxVal, ok),并将 sum 设置为 0。

  • ret := 0

  • 定义一个名为 solve() 的方法,该方法将接收树的根节点。

  • 如果节点为空或节点的值为 0,则:

    • 返回一个使用 (0, inf, -inf, true) 初始化的新 Data 结构体。

  • left := solve(节点的左子树)

  • right := solve(节点的右子树)

  • 创建一个名为 curr 的 Data 类型实例

  • curr.ok := false

  • 如果节点的值 >= right.minVal,则:

    • 返回 curr

  • 如果节点的值 <= left.maxVal,则:

    • 返回 curr

  • 如果 left.ok 和 right.ok 为真,则:

    • curr.sum := 节点的值 + left.sum + right.sum

    • ret := curr.sum 和 ret 的最大值

    • curr.sz := 1 + left.sz + right.sz

    • curr.ok := true

    • curr.maxVal := 节点值和 right.maxVal 的最大值

    • curr.minVal := 节点值和 left.minVal 的最小值

  • 返回 curr

  • 在主方法中执行以下操作:

  • ret := 0

  • solve(root)

  • 返回 ret

让我们来看下面的实现来更好地理解:

示例

在线演示

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class TreeNode{
   public:
   int val;
   TreeNode *left, *right;
   TreeNode(int data){
      val = data;
      left = NULL;
      right = NULL;
   }
};
void insert(TreeNode **root, int val){
   queue<TreeNode*> q;
   q.push(*root);
   while(q.size()){
      TreeNode *temp = q.front();
      q.pop();
      if(!temp->left){
         if(val != NULL)
            temp->left = new TreeNode(val);
         else
            temp->left = new TreeNode(0);
         return;
      }else{
         q.push(temp->left);
      }
      if(!temp->right){
         if(val != NULL)
            temp->right = new TreeNode(val);
         else
            temp->right = new TreeNode(0);
         return;
      }else{
         q.push(temp->right);
      }
   }
}
TreeNode *make_tree(vector<int> v){
   TreeNode *root = new TreeNode(v[0]);
   for(int i = 1; i<v.size(); i++){
      insert(&root, v[i]);
   } return root;
}
struct Data{
   int sz;
   int maxVal;
   int minVal;
   bool ok;
   int sum;
   Data(){}
   Data(int a, int b, int c, bool d){
      sz = a;
      minVal = b;
      maxVal = c;
      ok = d;
      sum = 0;
   }
};
class Solution {
   public:
   int ret = 0;
   Data solve(TreeNode* node){
      if (!node || node->val == 0)
      return Data(0, INT_MAX, INT_MIN, true);
      Data left = solve(node->left);
      Data right = solve(node->right);
      Data curr;
      curr.ok = false;
      if (node->val >= right.minVal) {
         return curr;
      }
      if (node->val <= left.maxVal) {
         return curr;
      }
      if (left.ok && right.ok) {
         curr.sum = node->val + left.sum + right.sum;
         ret = max(curr.sum, ret);
         curr.sz = 1 + left.sz + right.sz;
         curr.ok = true;
         curr.maxVal = max(node->val, right.maxVal);
         curr.minVal = min(node->val, left.minVal);
      }
      return curr;
   }
   int maxSumBST(TreeNode* root){
      ret = 0;
      solve(root);
      return ret;
   }
};
main(){
   Solution ob;
   vector<int> v =
   {1,4,3,2,4,2,5,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,4,6};
   TreeNode *root = make_tree(v);
   cout << (ob.maxSumBST(root));
}

输入

{1,4,3,2,4,2,5,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,4,6}

输出

20

更新于:2020年6月9日

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