Java C++ 算法题解leetcode652寻找重复子树

更新时间：2022年09月14日 09:34:56 作者：AnjaVon

这篇文章主要为大家介绍了Java C++ 算法题解leetcode652寻找重复子树示例详解，有需要的朋友可以借鉴参考下，希望能够有所帮助，祝大家多多进步，早日升职加薪

题目要求

思路一：DFS+序列化

设计一种规则将所有子树序列化，保证不同子树的序列化字符串不同，相同子树的序列化串相同。
用哈希表存所有的字符串，统计出现次数即可。
- 定义map中的关键字（key）为子树的序列化结果，值（value）为出现次数。
此处采用的方式是在DFS遍历顺序下的每个节点后添加"-"，遇到空节点置当前位为空格。

Java

class Solution {
    Map<String, Integer> map = new HashMap<>();
    List<TreeNode> res = new ArrayList<>();
    public List<TreeNode> findDuplicateSubtrees(TreeNode root) {
        DFS(root);
        return res;
    }
    String DFS(TreeNode root) {
        if (root == null)
            return " ";
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append(root.val).append("-");
        sb.append(DFS(root.left)).append(DFS(root.right));
        String sub = sb.toString(); // 当前子树
        map.put(sub, map.getOrDefault(sub, 0) + 1);
        if (map.get(sub) == 2) // ==保证统计所有且只记录一次
            res.add(root);
        return sub;
    }
}

时间复杂度：O(n^2)
空间复杂度：O(n)

C++

要把节点值转换为字符串格式……呜呜呜卡了半天才意识到

class Solution {
public:
    unordered_map<string, int> map;
    vector<TreeNode*> res;
    vector<TreeNode*> findDuplicateSubtrees(TreeNode* root) {
        DFS(root);
        return res;
    }
    string DFS(TreeNode* root) {
        if (root == nullptr)
            return " ";
        string sub = "";
        sub += to_string(root->val); // 转换为字符串！！！
        sub += "-";
        sub += DFS(root->left);
        sub += DFS(root->right);
        if (map.count(sub))
            map[sub]++;
        else
            map[sub] = 1;
        if (map[sub] == 2) // ==保证统计所有且只记录一次
            res.emplace_back(root);
        return sub;
    }
};

时间复杂度：O(n^2)
空间复杂度：O(n)

Rust

在判定等于222的地方卡了好久，报错borrow of moved value sub，没认真学rust导致闭包没搞好，然后根据报错内容猜了下，把上面的加了个clone()果然好了。

use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;
use std::collections::HashMap;
impl Solution {
    pub fn find_duplicate_subtrees(root: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> Vec<Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>> {
        let mut res = Vec::new();
        fn DFS(root: &Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>, map: &mut HashMap<String, i32>, res: &mut Vec<Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>>) -> String {
            if root.is_none() {
                return " ".to_string();
            }
            let sub = format!("{}-{}{}", root.as_ref().unwrap().borrow().val, DFS(&root.as_ref().unwrap().borrow().left, map, res), DFS(&root.as_ref().unwrap().borrow().right, map, res));
            *map.entry(sub.clone()).or_insert(0) += 1;
            if map[&sub] == 2 { // ==保证统计所有且只记录一次
                res.push(root.clone());
            }
            sub            
        }
        DFS(&root, &mut HashMap::new(), &mut res);
        res
    }
}

时间复杂度：O(n^2)
空间复杂度：O(n)

思路二：DFS+三元组

和上面其实差不多，三元组本质上也是一种序列化形式，可以指代唯一的子树结构：
- 三元组中的内容为(根节点值,左子树标识,右子树标识)(根节点值, 左子树标识,右子树标识)(根节点值,左子树标识,右子树标识)；
  - 这个标识是给每个不同结构的子树所赋予的唯一值，可用于标识其结构。
- 所以三元组相同则判定子树结构相同；
- 该方法使用序号标识子树结构，规避了思路一中越来越长的字符串，也减小了时间复杂度。
定义哈希表mapmapmap存储每种结构：
- 关键字为三元组的字符串形式，值为当前子树的标识和出现次数所构成的数对。
- 其中标识用从000开始的整数flagflagflag表示。

Java

class Solution {
    Map<String, Pair<Integer, Integer>> map = new HashMap<String, Pair<Integer, Integer>>();
    List<TreeNode> res = new ArrayList<>();
    int flag = 0;
    public List<TreeNode> findDuplicateSubtrees(TreeNode root) {
        DFS(root);
        return res;
    }
    public int DFS(TreeNode root) {
        if (root == null)
            return 0;  
        int[] tri = {root.val, DFS(root.left), DFS(root.right)};
        String sub = Arrays.toString(tri); // 当前子树
        if (map.containsKey(sub)) { // 已统计过
            int key = map.get(sub).getKey();
            int cnt = map.get(sub).getValue();
            map.put(sub, new Pair<Integer, Integer>(key, ++cnt));
            if (cnt == 2) // ==保证统计所有且只记录一次
                res.add(root);
            return key;
        }
        else { // 首次出现
            map.put(sub, new Pair<Integer, Integer>(++flag, 1));
            return flag;
        }
    }
}

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

C++

class Solution {
public:
    unordered_map<string, pair<int, int>> map;
    vector<TreeNode*> res;
    int flag = 0;
    vector<TreeNode*> findDuplicateSubtrees(TreeNode* root) {
        DFS(root);
        return res;
    }
    int DFS(TreeNode* root) {
        if (root == nullptr)
            return 0;
        string sub = to_string(root->val) + to_string(DFS(root->left)) + to_string(DFS(root->right)); // 当前子树
        if (auto cur = map.find(sub); cur != map.end()) { // 已统计过
            int key = cur->second.first;
            int cnt = cur->second.second;
            map[sub] = {key, ++cnt};
            if (cnt == 2) // ==保证统计所有且只记录一次
                res.emplace_back(root);
            return key;
        } 
        else { // 首次出现
            map[sub] = {++flag, 1};
            return flag;
        }
    }
};

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

Rust

三元组不好搞，所以用了两个二元哈希表替代一个存放三元组和标识，另一个存放标识与出现次数。

use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;
use std::collections::HashMap;
impl Solution {
    pub fn find_duplicate_subtrees(root: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> Vec<Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>> {
        let mut res = Vec::new();
        fn DFS(root: &Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>, sub_flag: &mut HashMap<String, i32>, flag_cnt: &mut HashMap<i32, i32>, res: &mut Vec<Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>>, flag: &mut i32) -> i32 {
            if root.is_none() {
                return 0;
            }
            let (lflag, rflag) = (DFS(&root.as_ref().unwrap().borrow().left, sub_flag, flag_cnt, res, flag), DFS(&root.as_ref().unwrap().borrow().right, sub_flag, flag_cnt, res, flag));
            let sub = format!("{}{}{}", root.as_ref().unwrap().borrow().val, lflag, rflag);
            if sub_flag.contains_key(&sub) { // 已统计过
                let key = sub_flag[&sub];
                let cnt = flag_cnt[&key] + 1;
                flag_cnt.insert(key, cnt);
                if cnt == 2 { // ==保证统计所有且只记录一次
                    res.push(root.clone());
                }
                key
            }
            else { // 首次出现
                *flag += 1;
                sub_flag.insert(sub, *flag);
                flag_cnt.insert(*flag, 1);
                *flag
            }
        }
        DFS(&root, &mut HashMap::new(), &mut HashMap::new(), &mut res, &mut 0);
        res
    }
}

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

总结

两种方法本质上都是基于哈希表，记录重复的子树结构并统计个数，在超过111时进行记录，不过思路二更巧妙地将冗长的字符串变为常数级的标识符。

以上就是Java C++ 算法题解leetcode652寻找重复子树的详细内容，更多关于Java C++ 寻找重复子树的资料请关注脚本之家其它相关文章！

您可能感兴趣的文章:

用C语言求幂函数和指数函数的方法
这篇文章主要介绍了用C语言求幂函数和指数函数的方法,即pow()函数和sqrt()函数的使用,需要的朋友可以参考下
2015-08-08
Qt qml实现动态轮播图效果
这篇文章主要为大家详细介绍了Qt和qml实现动态轮播图效果的相关知识,文中的示例代码讲解详细,具有一定的借鉴价值,有需要的小伙伴可以参考一下
2024-12-12
C++静态变量,常量的存储位置你真的了解吗
这篇文章主要介绍了C++中静态变量与常量的存储位置的相关资料,需要的朋友可以参考下,希望能够给你带来帮助
2021-08-08
简单讲解c++ vector
这篇文章主要介绍了c++ vector的相关资料,帮助大家更好的理解和学习c++，感兴趣的朋友可以了解下
2020-09-09
学习C语言要掌握的几个库
本文给大家分享的是网友提出的学习C语言要掌握的几个库，这里分享给大家，有需要的小伙伴可以参考下。
2015-07-07
C++文件读取的4种情况汇总
前几天要用到C++读取文本文件,就学习了一下几种不同的读取方法,下面这篇文章主要给大家介绍了关于C++文件读取的4种情况,文中通过实例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下
2023-01-01
C++调用Matlab函数求特征值
这篇文章主要为大家详细介绍了C++调用Matlab函数求特征值，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
2019-06-06
C++ 如何使用栈求解中缀、后缀表达式的值
这篇文章主要介绍了C++ 使用栈求解中缀、后缀表达式的值,本文讲解了中缀、后缀表达式的求值过程以及如何将一个中缀表达式转换成后缀表达式，需要的朋友可以参考下
2022-10-10
基于VC编写COM连接点事件的分析介绍
本篇文章是对VC编写COM连接点事件进行了详细的分析介绍，需要的朋友参考下
2013-05-05
C++详细分析线程间的同步通信
线程间不通信的话，每个线程受CPU的调度，没有任何执行上的顺序可言，线程1和线程2是根据CPU调度算法来的，两个线程都有可能先运行，是不确定的，线程间的运行顺序是不确定的，所以多线程程序出问题，难以复现，本章我们就来了解线程间的同步通信
2022-05-05