C++实现LeetCode(124.求二叉树的最大路径和)

[LeetCode] 124. Binary Tree Maximum Path Sum 求二叉树的最大路径和

Given a non-empty binary tree, find the maximum path sum.

For this problem, a path is defined as any sequence of nodes from some starting node to any node in the tree along the parent-child connections. The path must contain at least one node and does not need to go through the root.

Example 1:

Input: [1,2,3]

       1
/ \
2   3

Output: 6

Example 2:

Input: [-10,9,20,null,null,15,7]

   -10
/ \
9  20
/  \
15   7

Output: 42

这道求二叉树的最大路径和是一道蛮有难度的题，难就难在起始位置和结束位置可以为任意位置，博主当然是又不会了，于是上网看看大神们的解法，像这种类似树的遍历的题，一般来说都需要用 DFS 来求解，先来看一个简单的例子：

    4
/ \   11 13
/ \ 7   2

由于这是一个很简单的例子，很容易就能找到最长路径为 7->11->4->13，那么怎么用递归来找出正确的路径和呢？根据以往的经验，树的递归解法一般都是递归到叶节点，然后开始边处理边回溯到根节点。这里就假设此时已经递归到结点7了，其没有左右子节点，如果以结点7为根结点的子树最大路径和就是7。然后回溯到结点 11，如果以结点 11 为根结点的子树，最大路径和为 7+11+2=20。但是当回溯到结点4的时候，对于结点 11 来说，就不能同时取两条路径了，只能取左路径，或者是右路径，所以当根结点是4的时候，那么结点 11 只能取其左子结点7，因为7大于2。所以，对于每个结点来说，要知道经过其左子结点的 path 之和大还是经过右子节点的 path 之和大。递归函数返回值就可以定义为以当前结点为根结点，到叶节点的最大路径之和，然后全局路径最大值放在参数中，用结果 res 来表示。

在递归函数中，如果当前结点不存在，直接返回0。否则就分别对其左右子节点调用递归函数，由于路径和有可能为负数，这里当然不希望加上负的路径和，所以和0相比，取较大的那个，就是要么不加，加就要加正数。然后来更新全局最大值结果 res，就是以左子结点为终点的最大 path 之和加上以右子结点为终点的最大 path 之和，还要加上当前结点值，这样就组成了一个条完整的路径。而返回值是取 left 和 right 中的较大值加上当前结点值，因为返回值的定义是以当前结点为终点的 path 之和，所以只能取 left 和 right 中较大的那个值，而不是两个都要，参见代码如下：

class Solution {
public:
    int maxPathSum(TreeNode* root) {
        int res = INT_MIN;
        helper(root, res);
        return res;
    }
    int helper(TreeNode* node, int& res) {
        if (!node) return 0;
        int left = max(helper(node->left, res), 0);
        int right = max(helper(node->right, res), 0);
        res = max(res, left + right + node->val);
        return max(left, right) + node->val;
    }
};

讨论：这道题有一个很好的 Follow up，就是返回这个最大路径，那么就复杂很多，因为这样递归函数就不能返回路径和了，而是返回该路径上所有的结点组成的数组，递归的参数还要保留最大路径之和，同时还需要最大路径结点的数组，然后对左右子节点调用递归函数后得到的是数组，要统计出数组之和，并且跟0比较，如果小于0，和清零，数组清空。然后就是更新最大路径之和跟数组啦，还要拼出来返回值数组，代码长了很多，有兴趣的童鞋可以在评论区贴上你的代码～

Github 同步地址：

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/124

类似题目：

Path Sum

Sum Root to Leaf Numbers

Path Sum IV

Longest Univalue Path

参考资料：

https://leetcode.com/problems/binary-tree-maximum-path-sum/

https://leetcode.com/problems/binary-tree-maximum-path-sum/discuss/39775/Accepted-short-solution-in-Java

https://leetcode.com/problems/binary-tree-maximum-path-sum/discuss/39869/Simple-O(n)-algorithm-with-one-traversal-through-the-tree

到此这篇关于C++实现LeetCode(124.求二叉树的最大路径和)的文章就介绍到这了,更多相关C++实现求二叉树的最大路径和内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞！