112.路径总和

https://leetcode-cn.com/problems/path-sum/

• 112.路径总和

  • 题目描述

  • 方法 1：递归

    • 思路

    • 复杂度分析

    • 代码

  • 迭代+队列

    • 思路

    • 复杂度分析

    • 代码

题目描述

给定一个二叉树和一个目标和，判断该树中是否存在根节点到叶子节点的路径，这条路径上所有节点值相加等于目标和。

说明: 叶子节点是指没有子节点的节点。

示例: 
给定如下二叉树，以及目标和 sum = 22，

              5
             / \
            4   8
           /   / \
          11  13  4
         /  \      \
        7    2      1
返回 true, 因为存在目标和为 22 的根节点到叶子节点的路径 5->4->11->2。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/path-sum
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方法 1：递归

思路

大问题

F(root, sum)

小问题

F(root.left, sum - root.val) 和 F(root.right, sum - root.val)

大问题和小问题的关系

F(root, sum) = F(root.left, sum - root.val) or F(root.right, sum - root.val)

递归出口

1. 空节点：返回 false

2. 到达叶子节点：

   • leaf.val == sum: 返回 true

   • leaf.val != sum: 返回 false

注意节点的值和 sum 都可能是负数。

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(N)$，N 为二叉树的节点总数。

• 空间复杂度：$O(H)$，H 为二叉树的高度。

代码

TypeScript Code

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     val: number
 *     left: TreeNode | null
 *     right: TreeNode | null
 *     constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.left = (left===undefined ? null : left)
 *         this.right = (right===undefined ? null : right)
 *     }
 * }
 */

function hasPathSum(root: TreeNode | null, sum: number): boolean {
    if (!root) return false;
    if (!root.left && !root.right) return root.val === sum;
    return (
        hasPathSum(root.left, sum - root.val) ||
        hasPathSum(root.right, sum - root.val)
    );
}

迭代+队列

思路

使用迭代+队列的方式对二叉树进行 BFS，用另一个队列同时记录根节点到当前层次节点的路径和。

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(N)$，N 为二叉树的节点数。

• 空间复杂度：$O(N)$，N 为二叉树的节点数。空间复杂度主要是队列的开销，队列中的元素个数最多不会超过二叉树的节点数。

代码

TypeScript Code

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     val: number
 *     left: TreeNode | null
 *     right: TreeNode | null
 *     constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.left = (left===undefined ? null : left)
 *         this.right = (right===undefined ? null : right)
 *     }
 * }
 */

function hasPathSum(root: TreeNode | null, sum: number): boolean {
    if (!root) return false;

    const queue: TreeNode[] = [root];
    const sums: number[] = [root.val];

    while (true) {
        let len: number = queue.length;
        if (len === 0) break;
        while (len > 0) {
            len--;
            const node: TreeNode = queue.shift() as TreeNode;
            const temp: number = sums.shift() as number;

            if (!node.left && !node.right) {
                if (temp === sum) return true;
                continue;
            }
            if (node.left) {
                queue.push(node.left);
                sums.push(node.left.val + temp);
            }
            if (node.right) {
                queue.push(node.right);
                sums.push(node.right.val + temp);
            }
        }
    }
    return false;
}