二叉樹的直徑
“二叉樹直徑”問題的詳細指南和 Python 實作。
1. 學習
「二元樹的直徑」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
可視化二元樹直徑的邏輯流程。
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
仔細閱讀二元樹直徑的問題陳述。
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
給定二元樹的根，返回樹的直徑長度。
二元樹的直徑是樹中任兩個節點之間最長路徑的長度。該路徑可能會也可能不會通過根。
兩個節點之間的路徑長度由它們之間的邊數表示。
該樹被表示為一個級別順序列表。實作函數 diameterOfBinaryTree(root: list) -> int。
- •The number of nodes in the tree is in the range [1, 10000]
- •-100 <= Node.val <= 100
範例
[1,2,3,4,5]
3
The longest path is 4->2->1->3 or 5->2->1->3, which has 3 edges.
[1,2]
1
The longest path is 2->1, which has 1 edge.
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？
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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 diameter_opt(root):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return diameter_opt_helper(r)
return diameter_opt_helper(root)
def diameter_opt_helper(root: TreeNode) -> int:
max_d = 0
def dfs(node):
nonlocal max_d
if not node:
return 0
left = dfs(node.left)
right = dfs(node.right)
max_d = max(max_d, left + right)
return 1 + max(left, right)
dfs(root)
return max_d暴力破解代碼（劇透保護）
暴力破解代碼（劇透保護）
def diameter_brute(root):
if isinstance(root, list):
r = build_tree(root)
return diameter_brute_helper(r)
return diameter_brute_helper(root)
def diameter_brute_helper(root: TreeNode) -> int:
max_d = 0
def get_depth(node):
nonlocal max_d
if not node: return 0
left = get_depth(node.left)
right = get_depth(node.right)
max_d = max(max_d, left + right)
return 1 + max(left, right)
get_depth(root)
return max_dAlgorithm Pattern Checklist
When dealing with Trees data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
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