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971. 翻转二叉树以匹配先序遍历

给你一棵二叉树的根节点 root ,树中有 n 个节点,每个节点都有一个不同于其他节点且处于 1n 之间的值。

另给你一个由 n 个值组成的行程序列 voyage ,表示 预期 的二叉树 先序遍历 结果。

通过交换节点的左右子树,可以 翻转 该二叉树中的任意节点。例,翻转节点 1 的效果如下:

请翻转 最少 的树中节点,使二叉树的 先序遍历 与预期的遍历行程 voyage 相匹配 。 

如果可以,则返回 翻转的 所有节点的值的列表。你可以按任何顺序返回答案。如果不能,则返回列表 [-1]

 

示例 1:

输入:root = [1,2], voyage = [2,1]
输出:[-1]
解释:翻转节点无法令先序遍历匹配预期行程。

示例 2:

输入:root = [1,2,3], voyage = [1,3,2]
输出:[1]
解释:交换节点 2 和 3 来翻转节点 1 ,先序遍历可以匹配预期行程。

示例 3:

输入:root = [1,2,3], voyage = [1,2,3]
输出:[]
解释:先序遍历已经匹配预期行程,所以不需要翻转节点。

 

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: vector<int> flipMatchVoyage(TreeNode* root, vector<int>& voyage) { } };

python3 解法, 执行用时: 48 ms, 内存消耗: 15.9 MB, 提交时间: 2023-06-13 09:58:22

# 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 __init__(self):
        self.i = 0
        self.can = True
        self.ans = []
    def flipMatchVoyage(self, root: TreeNode, voyage: List[int]) -> List[int]:
        def dfs(root, voyage):
            if not self.can or not root:
                return
            if root.val == voyage[self.i]:
                self.i += 1
                if root.left and root.left.val == voyage[self.i]:
                    dfs(root.left,voyage)
                    dfs(root.right, voyage)
                elif root.right and root.right.val == voyage[self.i]:
                    if root.left:
                        self.ans.append(root.val)
                    dfs(root.right, voyage)
                    dfs(root.left, voyage)
                elif root.left or root.right:
                    self.can = False
            else:
                self.can = False
        dfs(root, voyage)
        if not self.can:
            return [-1]
        return self.ans

python3 解法, 执行用时: 48 ms, 内存消耗: 16 MB, 提交时间: 2023-06-13 09:56:22

# 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 flipMatchVoyage(self, root: TreeNode, voyage: List[int]) -> List[int]:
        self.flipped = []
        self.i = 0

        def dfs(node: TreeNode) -> None:
            if node:
                if node.val != voyage[self.i]:
                    self.flipped = [-1]
                    return
                self.i += 1

                if (self.i < len(voyage) and
                        node.left and node.left.val != voyage[self.i]):
                    self.flipped.append(node.val)
                    dfs(node.right)
                    dfs(node.left)
                else:
                    dfs(node.left)
                    dfs(node.right)

        dfs(root)
        if self.flipped and self.flipped[0] == -1:
            self.flipped = [-1]
        return self.flipped

java 解法, 执行用时: 0 ms, 内存消耗: 40.3 MB, 提交时间: 2023-06-13 09:55:34

/**
 * 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 {
    List<Integer> ans = new ArrayList<>();
    int index = 0;

    private boolean dfs(TreeNode root, int[] voyage) {
        if (root == null) {
            return true;
        }
        int restore = index;
        if (root.val != voyage[index++]) {
            return false;
        }
        if (dfs(root.left, voyage) && dfs(root.right, voyage)) {
            return true;
        }

        index = restore + 1;
        boolean left = dfs(root.right, voyage);
        boolean right = dfs(root.left, voyage);
        if (left && right) {
            ans.add(root.val);
        }

        return left && right;
    }

    public List<Integer> flipMatchVoyage(TreeNode root, int[] voyage) {
        return dfs(root, voyage) ? ans : List.of(-1);
    }
}

golang 解法, 执行用时: 0 ms, 内存消耗: 2.5 MB, 提交时间: 2023-06-13 09:54:33

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
 
// 维护个idx指针来和同步二叉树的深度优先搜索,有价值的代码只有翻转的判断。
func flipMatchVoyage(root *TreeNode, voyage []int) (ans []int) {
    var idx int
    var n int = len(voyage)
    var dfs func(root *TreeNode) bool
    dfs = func(root *TreeNode) bool {
        if root == nil {
            return true
        }
        if root.Val != voyage[idx] {
            return false
        }
        //翻转
        if idx + 1 < n && root.Left != nil && root.Left.Val != voyage[idx + 1] && root.Right != nil && root.Right.Val == voyage[idx + 1] {
            ans = append(ans, root.Val)
            root.Left, root.Right = root.Right, root.Left
        }
        idx++
        return dfs(root.Left) && dfs(root.Right)
    }
    if dfs(root) {
        return ans
    }
    return []int{-1}
}

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