递归求解

这题让判断从根节点到叶子节点的所有路径中,有没有和等于sum的,如果看过之前讲的《442,剑指 Offer-回溯算法解二叉树中和为某一值的路径》 ,再来看这一题就觉得这题有点简单了。第442题要求的是把所有的和等于sum的路径都打印出来,而这题只要判断有一个路径的和等于sum即可。

我们可以从根节点往下走,走的时候减去当前节点的值,一直到叶子节点,如果减到最后,值等于叶子节点的值,说明存在这样的结果,直接返回true,否则如果把所有节点都遍历完了也不存在这样的结果,就返回false。我们就以示例为例画个图来看一下

图片说明

再来看下代码

public boolean hasPathSum(TreeNode root, int sum) {
    //如果根节点为空,或者叶子节点也遍历完了也没找到这样的结果,就返回false
    if (root == null)
        return false;
    //如果到叶子节点了,并且剩余值等于叶子节点的值,说明找到了这样的结果,直接返回true
    if (root.left == null && root.right == null && sum - root.val == 0)
        return true;
    //分别沿着左右子节点走下去,然后顺便把当前节点的值减掉,左右子节点只要有一个返回true,
    //说明存在这样的结果
    return hasPathSum(root.left, sum - root.val) || hasPathSum(root.right, sum - root.val);
}

时间复杂度:O(N):N是节点的个数
空间复杂度:O(H):H是树的高度


非递归解决

上面使用的是递归的方式,我们还可以使用非递归的方式,在遍历的时候有两种方式,一种是从0开始累加,到叶子节点的时候如果累加的值等于sum,说明存在这样的一条路径。还一种是减,从根节点一直减下去,如果到叶子节点的时候,值等于叶子节点的值,说明也存在这样的一条路径。原理都一样,这里就以加的方式来看下代码该怎么写

public boolean hasPathSum(TreeNode root, int sum) {
    if (root == null)
        return false;
    Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
    stack.push(root);//根节点入栈
    while (!stack.isEmpty()) {
        TreeNode cur = stack.pop();//出栈
        //累加到叶子节点之后,结果等于sum,说明存在这样的一条路径
        if (cur.left == null && cur.right == null) {
            if (cur.val == sum)
                return true;
        }
        //右子节点累加,然后入栈
        if (cur.right != null) {
            cur.right.val = cur.val + cur.right.val;
            stack.push(cur.right);
        }
        //左子节点累加,然后入栈
        if (cur.left != null) {
            cur.left.val = cur.val + cur.left.val;
            stack.push(cur.left);
        }
    }
    return false;
}

时间复杂度:O(N):N是节点的个数
空间复杂度:O(N):使用一个栈存放树的节点,N是节点的个数

如果大家看过464. BFS和DFS解二叉树的所有路径 ,还可以不直接操作节点的值,可以再使用一个额外的栈,专门存放累加或者往下减的值,这个值是和节点一一对应的,他们会同时出栈,以及同时入栈,实现过程比较简单,这里就不在介绍。


BFS解决

之前在讲373,数据结构-6,树 的时候,讲到树的BFS,就是一层一层的往下打印,像下面这样
图片说明

他的代码如下

public void levelOrder(TreeNode tree) {
    if (tree == null)
        return;
    Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
    queue.add(tree);//相当于把数据加入到队列尾部
    while (!queue.isEmpty()) {
        //poll方法相当于移除队列头部的元素
        TreeNode node = queue.poll();
        System.out.println(node.val);
        if (node.left != null)
            queue.add(node.left);
        if (node.right != null)
            queue.add(node.right);
    }
}

在一层一层打印的时候,我们可以把值累加或累减都可以,这里使用累减的方式来看下代码

public boolean hasPathSum(TreeNode root, int sum) {
    if (root == null)
        return false;
    Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
    root.val = sum - root.val;
    queue.add(root);
    while (!queue.isEmpty()) {
        TreeNode node = queue.poll();
        //累减到根节点之后,结果为0,说明存在这样一条路径,直接返回true
        if (node.left == null && node.right == null && node.val == 0)
            return true;
        //左子节点累减
        if (node.left != null) {
            node.left.val = node.val - node.left.val;
            queue.add(node.left);
        }
        //右子节点累减
        if (node.right != null) {
            node.right.val = node.val - node.right.val;
            queue.add(node.right);
        }
    }
    return false;
}

时间复杂度:O(N):N是节点的个数,每个节点都会被访问一遍
空间复杂度:O(N):使用一个队列,他会记录每一层的节点。


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