Zählen Sie gute Knoten im Binärbaum
Detaillierte Anleitung und Python-Implementierung für das Problem „Gute Knoten im Binärbaum zählen“.
1. Lernen
Das Problem „Gute Knoten im Binärbaum zählen“ ist eine zentrale Herausforderung im Abschnitt „Bäume“.
Diese Implementierung konzentriert sich auf die Logik mittlerer Ebene in Python.
Wir legen bei unseren bereitgestellten Lösungen Wert auf technische Genauigkeit und Lesbarkeit des Codes.
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
Visualisierung des Logikflusses für „Count Good Nodes In Binary Tree“.
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
Lesen Sie die Problemstellung für „Gute Knoten im Binärbaum zählen“ sorgfältig durch.
2. Formulate brute force
Entwerfen Sie eine einfache iterative Lösung.
3. Identify inefficiency
Suchen Sie nach redundanten Berechnungen.
4. Optimize search path
Verwenden Sie Hashing oder Sortieren, um den Prozess zu beschleunigen.
5. Final Implementation
Bereinigen Sie den Code für Produktionsstandards.
Problemstellung
Bei einer binären Baumwurzel wird ein Knoten X im Baum als gut bezeichnet, wenn es im Pfad von der Wurzel zu X keine Knoten mit einem Wert größer als X gibt.
Gibt die Anzahl der guten Knoten im Binärbaum zurück.
Der Baum wird als Liste mit Ebenenreihenfolge dargestellt. Implementieren Sie eine Funktion goodNodes(root: list) -> int.
- •The number of nodes in the binary tree is in the range [1, 100000]
- •-10000 <= Node.val <= 10000
Beispiele
[3,1,4,3,None,1,5]
4
Root 3 is always good. Node 4 (3<=4, good). Node 3 under node 1 (3<=3, good). Node 5 (3<=4<=5, good). Node 1 is not good (3>1). Node 1 under 4 is not good (4>1). Total: 4 good nodes.
[3,3,None,4,2]
3
Root 3 is good. Node 3 (left child, 3<=3, good). Node 4 (3<=3<=4, good). Node 2 is not good (3>2). Total: 3.
[1]
1
The root is always a good node.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- Leere Eingabestrukturen
- Einzelelementeingaben
- Große numerische Grenzen
Bereit zur Lösung?
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Einblicke und Variationen in Interviews
Aufschlüsselung der Komplexitätsanalyse
Warum Zeit: Directly evaluates all possibilities.
Warum Weltraum: Uses standard local memory.
Warum Zeit: Optimized paths reduce total operations.
Warum Weltraum: May trade memory for speed.
Optimierter Lösungs-Python-Code
Optimierter Lösungs-Python-Code
def good_nodes_opt(root):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return good_nodes_opt_helper(r)
return good_nodes_opt_helper(root)
def good_nodes_opt_helper(root: TreeNode) -> int:
def dfs(node, max_val):
if not node:
return 0
res = 1 if node.val >= max_val else 0
max_val = max(max_val, node.val)
res += dfs(node.left, max_val)
res += dfs(node.right, max_val)
return res
return dfs(root, float('-inf'))Brute-Force-Code (Spoiler Guarded)
Brute-Force-Code (Spoiler Guarded)
def good_nodes_brute(root):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return good_nodes_brute_helper(r)
return good_nodes_brute_helper(root)
def good_nodes_brute_helper(root: TreeNode) -> int:
def dfs(node, path):
if not node: return 0
is_good = 1 if all(x <= node.val for x in path) else 0
path.append(node.val)
left = dfs(node.left, path)
right = dfs(node.right, path)
path.pop()
return is_good + left + right
return dfs(root, [])Algorithm Pattern Checklist
When dealing with Trees data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
Key Revision Notes
Es gelten die Problemeigenschaften von Standardbäumen.
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