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6335. 二叉树的堂兄弟节点 II

给你一棵二叉树的根 root ,请你将每个节点的值替换成该节点的所有 堂兄弟节点值的和 

如果两个节点在树中有相同的深度且它们的父节点不同,那么它们互为 堂兄弟 。

请你返回修改值之后,树的根 root 

注意,一个节点的深度指的是从树根节点到这个节点经过的边数。

 

示例 1:

输入:root = [5,4,9,1,10,null,7]
输出:[0,0,0,7,7,null,11]
解释:上图展示了初始的二叉树和修改每个节点的值之后的二叉树。
- 值为 5 的节点没有堂兄弟,所以值修改为 0 。
- 值为 4 的节点没有堂兄弟,所以值修改为 0 。
- 值为 9 的节点没有堂兄弟,所以值修改为 0 。
- 值为 1 的节点有一个堂兄弟,值为 7 ,所以值修改为 7 。
- 值为 10 的节点有一个堂兄弟,值为 7 ,所以值修改为 7 。
- 值为 7 的节点有两个堂兄弟,值分别为 1 和 10 ,所以值修改为 11 。

示例 2:

输入:root = [3,1,2]
输出:[0,0,0]
解释:上图展示了初始的二叉树和修改每个节点的值之后的二叉树。
- 值为 3 的节点没有堂兄弟,所以值修改为 0 。
- 值为 1 的节点没有堂兄弟,所以值修改为 0 。
- 值为 2 的节点没有堂兄弟,所以值修改为 0 。

 

提示:

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/** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * TreeNode *left; * TreeNode *right; * TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {} * TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} * TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {} * }; */ class Solution { public: TreeNode* replaceValueInTree(TreeNode* root) { } };

cpp 解法, 执行用时: 2179 ms, 内存消耗: 280.5 MB, 提交时间: 2024-02-07 09:21:44

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode *replaceValueInTree(TreeNode *root) {
        root->val = 0;
        vector<TreeNode*> q = {root};
        while (!q.empty()) {
            vector<TreeNode*> nxt;
            // 计算下一层的节点值之和
            int next_level_sum = 0;
            for (auto node : q) {
                if (node->left) {
                    nxt.push_back(node->left);
                    next_level_sum += node->left->val;
                }
                if (node->right) {
                    nxt.push_back(node->right);
                    next_level_sum += node->right->val;
                }
            }

            // 再次遍历,更新下一层的节点值
            for (auto node : q) {
                int children_sum = (node->left ? node->left->val : 0) +
                                   (node->right ? node->right->val : 0);
                if (node->left) node->left->val = next_level_sum - children_sum;
                if (node->right) node->right->val = next_level_sum - children_sum;
            }
            q = move(nxt);
        }
        return root;
    }
};

golang 解法, 执行用时: 292 ms, 内存消耗: 23.3 MB, 提交时间: 2023-04-17 17:04:22

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
func replaceValueInTree(root *TreeNode) *TreeNode {
	root.Val = 0
	q := []*TreeNode{root}
	for len(q) > 0 {
		tmp := q
		q = nil
		nextLevelSum := 0 // 下一层的节点值之和
		for _, node := range tmp {
			if node.Left != nil {
				q = append(q, node.Left)
				nextLevelSum += node.Left.Val
			}
			if node.Right != nil {
				q = append(q, node.Right)
				nextLevelSum += node.Right.Val
			}
		}

		// 再次遍历,更新下一层的节点值
		for _, node := range tmp {
			childrenSum := 0 // node 左右儿子的节点值之和
			if node.Left != nil {
				childrenSum += node.Left.Val
			}
			if node.Right != nil {
				childrenSum += node.Right.Val
			}
			// 更新 node 左右儿子的节点值
			if node.Left != nil {
				node.Left.Val = nextLevelSum - childrenSum
			}
			if node.Right != nil {
				node.Right.Val = nextLevelSum - childrenSum
			}
		}
	}
	return root
}

java 解法, 执行用时: 19 ms, 内存消耗: 65.8 MB, 提交时间: 2023-04-17 17:04:09

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode replaceValueInTree(TreeNode root) {
        root.val = 0;
        var q = new ArrayList<TreeNode>();
        q.add(root);
        while (!q.isEmpty()) {
            var tmp = q;
            q = new ArrayList<>();
            int nextLevelSum = 0; // 下一层的节点值之和
            for (var node : tmp) {
                if (node.left != null) {
                    q.add(node.left);
                    nextLevelSum += node.left.val;
                }
                if (node.right != null) {
                    q.add(node.right);
                    nextLevelSum += node.right.val;
                }
            }

            // 再次遍历,更新下一层的节点值
            for (var node : tmp) {
                int childrenSum = (node.left != null ? node.left.val : 0) +
                                  (node.right != null ? node.right.val : 0);
                if (node.left != null) node.left.val = nextLevelSum - childrenSum;
                if (node.right != null) node.right.val = nextLevelSum - childrenSum;
            }
        }
        return root;
    }
}

python3 解法, 执行用时: 760 ms, 内存消耗: 64 MB, 提交时间: 2023-04-17 17:03:55

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def replaceValueInTree(self, root: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:
        root.val = 0
        q = [root]
        while q:
            tmp = q
            q = []
            next_level_sum = 0  # 下一层的节点值之和
            for node in tmp:
                if node.left:
                    q.append(node.left)
                    next_level_sum += node.left.val
                if node.right:
                    q.append(node.right)
                    next_level_sum += node.right.val

            # 再次遍历,更新下一层的节点值
            for node in tmp:
                children_sum = (node.left.val if node.left else 0) + \
                               (node.right.val if node.right else 0)
                if node.left: node.left.val = next_level_sum - children_sum
                if node.right: node.right.val = next_level_sum - children_sum
        return root

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