BFS應用題 Find Largest Value in Each Tree Row Leetcode #515

更新 發佈閱讀 3 分鐘

這題的題目在這裡:

題目敘述

題目會給我們一顆二元樹的根結點,要求我們找出每一層最大的節點值。


測試範例

Example 1:

raw-image
Input: root = [1,3,2,5,3,null,9]
Output: [1,3,9]

Example 2:

Input: root = [1,2,3]
Output: [1,3]

約束條件

Constraints:

  • The number of nodes in the tree will be in the range [0, 104].
  • -231 <= Node.val <= 231 - 1

演算法

題目要求找出每一層的節點最大值,聯想到逐層探索level order traversal,也可以說以root根結點為起始點拜訪的BFS廣度優先探索

從根結點開始,當作第一層,紀錄當下這一層的最大值,接著逐層往下拜訪。

沿途蒐集到的最大節點值,就是最終答案,也是題目所求。


程式碼

from collections import deque

class Solution:
 def largestValues(self, root: TreeNode) -> List[int]:
  
  
  if not root:
   return []
  
  traversal_queue = deque([root])
  
  max_list = []
  
  # Launch level-order traversal
  while traversal_queue:
  
   next_queue = deque([])
   max_val = float('-inf')
   
   for cur in traversal_queue:
    
    # update max node value of current level
    max_val = max( max_val, cur.val )
   
    if cur.left:
     next_queue.append( cur.left )
     
    if cur.right:
     next_queue.append( cur.right )
   
   max_list.append( max_val )
   
# update traversal queue for next level
   traversal_queue = next_queue
  
  return max_list

複雜度分析

時間複雜度: O( n)
拜訪整棵樹耗費O(n),每個節點拜訪一次。

空間複雜度: O(n)
BFS拜訪所用到的Queue,佔用空間最多也為O(n)


關鍵知識點

拜訪二元樹,在配合題目的要求一起看: 找出每一層的最大節點值,就想到經典的BFS模板,在二元樹中就是level order traversal。

強烈建議,同步複習高度關聯的應用題,鞏固二元樹+BFS拜訪的知識點。
Level order traversal I, Level order traversal II


Reference:

[1] Python O(n) by level-order traversal. 78%+ [w/ Hint] - Find Largest Value in Each Tree Row - LeetCode

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小松鼠的演算法樂園
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由有業界實戰經驗的演算法工程師, 手把手教你建立解題的框架, 一步步寫出高效、清晰易懂的解題答案。 著重在讓讀者啟發思考、理解演算法,熟悉常見的演算法模板。 深入淺出地介紹題目背後所使用的演算法意義,融會貫通演算法與資料結構的應用。 在幾個經典的題目融入一道題目的多種解法,或者同一招解不同的題目,擴展廣度,並加深印象。
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