• 【算法leetcode】222. 完全二叉树的节点个数(rust和go)




    222. 完全二叉树的节点个数:

    给你一棵 完全二叉树 的根节点 root ,求出该树的节点个数。

    完全二叉树 的定义如下:在完全二叉树中,除了最底层节点可能没填满外,其余每层节点数都达到最大值,并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层,则该层包含 1~ 2h 个节点。

    样例 1:

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

    输入:
    	root = []
    	
    输出:
    	0
    
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    样例 3:

    输入:
    	root = [1]
    	
    输出:
    	1
    
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    提示:

    • 树中节点的数目范围是[0, 5 * 104]
    • 0 <= Node.val <= 5 * 104
    • 题目数据保证输入的树是 完全二叉树

    分析

    • 面对这道算法题目,二当家的陷入了沉思。
    • 直接用递归套娃大法即可。
    • 但是题目一再强调是完全二叉树,用递归套娃大法并没有考虑这个条件。
    • 其实我们只需要看最底层叶子层的情况,找到叶子节点存在和不存在的临界点。

    题解

    rust

    // Definition for a binary tree node.
    // #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
    // pub struct TreeNode {
    //   pub val: i32,
    //   pub left: Option>>,
    //   pub right: Option>>,
    // }
    //
    // impl TreeNode {
    //   #[inline]
    //   pub fn new(val: i32) -> Self {
    //     TreeNode {
    //       val,
    //       left: None,
    //       right: None
    //     }
    //   }
    // }
    use std::rc::Rc;
    use std::cell::RefCell;
    impl Solution {
        pub fn count_nodes(root: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> i32 {
            if root.is_none() {
                return 0;
            }
            let root = root.as_ref().unwrap().borrow();
            return 1 + Solution::count_nodes(root.left.clone()) + Solution::count_nodes(root.right.clone());
        }
    }
    
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    go

    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * type TreeNode struct {
     *     Val int
     *     Left *TreeNode
     *     Right *TreeNode
     * }
     */
    func countNodes(root *TreeNode) int {
        if root == nil {
    		return 0
    	}
    	return 1 + countNodes(root.Left) + countNodes(root.Right)
    }
    
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    typescript

    /**
     * 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 countNodes(root: TreeNode | null): number {
        if (!root) {
    		return 0;
    	}
    	return 1+ countNodes(root.left) + countNodes(root.right);
    };
    
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    python

    # 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 countNodes(self, root: TreeNode) -> int:
            if root is None:
                return 0
            return 1 + self.countNodes(root.left) + self.countNodes(root.right)
    
    
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    c

    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * struct TreeNode {
     *     int val;
     *     struct TreeNode *left;
     *     struct TreeNode *right;
     * };
     */
    
    
    int countNodes(struct TreeNode* root){
        if (root == NULL) {
            return 0;
        }
        return 1 + countNodes(root->left) + countNodes(root->right);
    }
    
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    c++

    /**
     * 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:
        int countNodes(TreeNode* root) {
            if (root == NULL) {
                return 0;
            }
            return 1 + countNodes(root->left) + countNodes(root->right);
        }
    };
    
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    java

    /**
     * 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 int countNodes(TreeNode root) {
            if (root == null) {
                return 0;
            }
            return 1 + countNodes(root.left) + countNodes(root.right);
        }
    }
    
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    /**
     * 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 int countNodes(TreeNode root) {
            if (root == null) {
                return 0;
            }
            
            // 取得二叉树层级
            int level = 0;
            TreeNode node = root;
            while (node.left != null) {
                level++;
                node = node.left;
            }
            
            // 二分查找叶子节点存在和不存在的临界点
            int low = 1 << level, high = (1 << (level + 1)) - 1, bits = 1 << (level - 1);
            while (low < high) {
                int mid = (high + low + 1) / 2;
                if (exists(root, bits, mid)) {
                    low = mid;
                } else {
                    high = mid - 1;
                }
            }
            return low;
        }
    
        private boolean exists(TreeNode root, int bits, int k) {
            while (root != null && bits > 0) {
                if ((bits & k) == 0) {
                    root = root.left;
                } else {
                    root = root.right;
                }
                bits >>= 1;
            }
            return root != null;
        }
    }
    
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    原题传送门:https://leetcode.cn/problems/count-complete-tree-nodes/


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