平衡二元樹
「平衡二元樹」問題的詳細指南和 Python 實作。
1. 學習
「平衡二元樹」問題是樹部分的關鍵挑戰。
此實作重點在於 Python 中的中階邏輯。
在我們提供的解決方案中，我們優先考慮技術準確性和程式碼可讀性。
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
可視化平衡二元樹的邏輯流程。
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
仔細閱讀平衡二元樹的問題陳述。
2. Formulate brute force
起草一個簡單的迭代解決方案。
3. Identify inefficiency
尋找冗餘計算。
4. Optimize search path
使用散列或排序來加速該過程。
5. Final Implementation
清理生產標準代碼。
問題陳述
給定一棵二元樹，確定它是否是高度平衡的。
高度平衡二元樹是每個節點的兩個子樹的深度相差不超過一的二元樹。
該樹被表示為一個級別順序列表。實作函數 isBalanced(root: list) -> bool。
- •The number of nodes in the tree is in the range [0, 5000]
- •-10000 <= Node.val <= 10000
範例
[3,9,20,None,None,15,7]
True
The left subtree (rooted at 9) has depth 1, and the right subtree (rooted at 20) has depth 2. The difference is 1, so the tree is balanced.
[1,2,2,3,3,None,None,4,4]
False
The left subtree has depth 3 while the right subtree has depth 1. The difference is 2, so the tree is not balanced.
[]
True
An empty tree is considered balanced.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- 空輸入結構
- 單元素輸入
- 大數值範圍
準備好解決了嗎？
Open the problem in PyRun's browser-based Python editor. Your code runs fully offline — no server required.
面試見解和變化
複雜度分析分解
為什麼時間: Directly evaluates all possibilities.
為什麼選擇太空: Uses standard local memory.
為什麼時間: Optimized paths reduce total operations.
為什麼選擇太空: May trade memory for speed.
最佳化解決方案Python程式碼
最佳化解決方案Python程式碼
def is_balanced_opt(root):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return is_balanced_opt_helper(r)
return is_balanced_opt_helper(root)
def is_balanced_opt_helper(root: TreeNode) -> bool:
def check(node):
if not node:
return 0
left = check(node.left)
if left == -1: return -1
right = check(node.right)
if right == -1: return -1
if abs(left - right) > 1: return -1
return 1 + max(left, right)
return check(root) != -1暴力破解代碼（劇透保護）
暴力破解代碼（劇透保護）
def is_balanced_brute(root):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return is_balanced_brute_helper(r)
return is_balanced_brute_helper(root)
def is_balanced_brute_helper(root: TreeNode) -> bool:
if not root:
return True
def height(node):
if not node: return 0
return 1 + max(height(node.left), height(node.right))
left_h = height(root.left)
right_h = height(root.right)
return abs(left_h - right_h) <= 1 and is_balanced_brute_helper(root.left) and is_balanced_brute_helper(root.right)Algorithm Pattern Checklist
When dealing with Trees data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
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