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N 叉树的后序遍历

N 叉树的后序遍历

难度:

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题目描述

给定一个 n 叉树的根节点 root ,返回 其节点值的 后序遍历

n 叉树 在输入中按层序遍历进行序列化表示,每组子节点由空值 null 分隔(请参见示例)。

 

示例 1:

输入:root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
输出:[5,6,3,2,4,1]

示例 2:

输入:root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14]
输出:[2,6,14,11,7,3,12,8,4,13,9,10,5,1]

 

提示:

  • 节点总数在范围 [0, 104]
  • 0 <= Node.val <= 104
  • n 叉树的高度小于或等于 1000

 

进阶:递归法很简单,你可以使用迭代法完成此题吗?

代码结果

运行时间: 23 ms, 内存: 17.6 MB


/*
 * 思路:
 * 使用递归和Java Stream API进行后序遍历。
 * 首先检查根节点是否为空,如果为空则返回空列表。
 * 对于每个子节点,递归调用后序遍历函数,将结果添加到流中。
 * 最后,将当前节点的值添加到结果列表中。
 */
import java.util.List;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.Stream;
 
class Node {
    public int val;
    public List<Node> children;
 
    public Node() {}
 
    public Node(int val) {
        this.val = val;
    }
 
    public Node(int val, List<Node> children) {
        this.val = val;
        this.children = children;
    }
}
 
public class Solution {
    public List<Integer> postorder(Node root) {
        if (root == null) return List.of();
        return Stream.concat(
                root.children.stream().flatMap(child -> postorder(child).stream()),
                Stream.of(root.val)
        ).collect(Collectors.toList());
    }
}

解释

方法:

这个题解使用了递归的深度优先搜索(DFS)的思路来解决 N 叉树的后序遍历问题。具体来说,它定义了一个辅助函数 dfs,对当前节点的所有子节点递归调用 dfs,等子节点都处理完后,将当前节点的值加入到结果数组中。最后,在主函数中调用 dfs,并返回结果数组。

时间复杂度:

O(n)

空间复杂度:

O(n)

代码细节讲解

🦆
在递归函数`dfs`中,如果当前节点`node`为`null`,直接返回的处理是否会影响到后序遍历的完整性?
在递归函数`dfs`中,当遇到`null`节点时直接返回是一种常见的处理方式,这种处理不会影响到后序遍历的完整性。因为`null`节点表示树中没有元素,或者已经到达了叶子节点的子节点,这是树的自然边界。处理`null`节点的返回,确保了递归调用不会在空节点上执行无效操作,从而保持了算法的效率和安全性。
🦆
题解中提到,对于每个节点,需要遍历其所有的子节点。这种递归方式处理大量子节点或深层次递归时是否有性能风险?
对于每个节点遍历所有子节点的递归方式确实存在性能风险,特别是在处理具有大量子节点或者深层次的树结构时。递归调用会增加调用栈的深度,当树的深度非常大时,可能导致栈溢出。此外,递归处理大量子节点会消耗大量的计算资源,影响算法的时间效率。在这种情况下,可以考虑使用迭代方法配合栈来实现后序遍历,以减少递归带来的开销。
🦆
后序遍历定义中,节点的处理顺序应为左-右-根。在N叉树的情况下,代码是如何确保这一顺序的?
在N叉树的后序遍历中,节点的处理顺序扩展为先处理所有子节点,然后处理根节点。题解中通过递归地先遍历所有子节点,然后再将当前节点的值加入到结果数组中,从而实现了这一处理顺序。在每个节点的递归调用中,首先遍历并递归处理该节点的所有子节点,确保子节点的值先于当前节点被加入结果数组。这样,无论是左子节点、右子节点,还是其他任何子节点,都会在当前节点之前处理,从而保证了后序遍历的顺序要求。

相关问题

二叉树的后序遍历

给你一棵二叉树的根节点 root ,返回其节点值的 后序遍历

 

示例 1:

输入:root = [1,null,2,3]
输出:[3,2,1]

示例 2:

输入:root = []
输出:[]

示例 3:

输入:root = [1]
输出:[1]

 

提示:

  • 树中节点的数目在范围 [0, 100]
  • -100 <= Node.val <= 100

 

进阶:递归算法很简单,你可以通过迭代算法完成吗?

N 叉树的层序遍历

给定一个 N 叉树,返回其节点值的层序遍历。(即从左到右,逐层遍历)。

树的序列化输入是用层序遍历,每组子节点都由 null 值分隔(参见示例)。

 

示例 1:

输入:root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
输出:[[1],[3,2,4],[5,6]]

示例 2:

输入:root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14]
输出:[[1],[2,3,4,5],[6,7,8,9,10],[11,12,13],[14]]

 

提示:

  • 树的高度不会超过 1000
  • 树的节点总数在 [0, 10^4] 之间

N 叉树的前序遍历

给定一个 n 叉树的根节点  root ,返回 其节点值的 前序遍历

n 叉树 在输入中按层序遍历进行序列化表示,每组子节点由空值 null 分隔(请参见示例)。


示例 1:

输入:root = [1,null,3,2,4,null,5,6]
输出:[1,3,5,6,2,4]

示例 2:

输入:root = [1,null,2,3,4,5,null,null,6,7,null,8,null,9,10,null,null,11,null,12,null,13,null,null,14]
输出:[1,2,3,6,7,11,14,4,8,12,5,9,13,10]

 

提示:

  • 节点总数在范围 [0, 104]
  • 0 <= Node.val <= 104
  • n 叉树的高度小于或等于 1000

 

进阶:递归法很简单,你可以使用迭代法完成此题吗?