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youngyangyang04
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## 题目地址
https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-paths/
## 思路
首先要知道遍历二叉树有两种遍历方式:二叉树深度优先遍历和二叉树广度优先遍历,那么每种遍历方式下还有不同的顺序。如下所示:
* 二叉树深度优先遍历
* 前序遍历: [0144.二叉树的前序遍历](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/0144.二叉树的前序遍历.md)
* 后序遍历: [0145.二叉树的后序遍历](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/0145.二叉树的后序遍历.md)
* 中序遍历: [0094.二叉树的中序遍历](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/0094.二叉树的中序遍历.md)
* 二叉树广度优先遍历
* 层序遍历:[0102.二叉树的层序遍历](https://github.com/youngyangyang04/leetcode/blob/master/problems/0102.二叉树的层序遍历.md)
这道题目要打印出根节点到叶子节点的所有路径,很明显广度优先遍历不合适,那么深度优先遍历中,应该选哪一种循序来遍历呢?
**要打印路径,就要选前序遍历**,因为中序和后序遍历都不能打印出路径来。
一些同学可能代码都写出来,而且都提交通过了,却不知道自己用了哪一种遍历,以及那种顺序来遍历的。
前序遍历如题:
<img src='../pics/257.二叉树的所有路径.png' width=600> </img></div>
确定了是前序遍历,那么就是中左右的顺序。前序遍历 框架如下:
```
void traversal(TreeNode* cur, vector<int>& vec) {
if (cur == NULL) return;
vec.push_back(cur->val); // 中 ,同时也是处理节点逻辑的地方
traversal(cur->left, vec); // 左
traversal(cur->right, vec); // 右
}
```
我们先使用递归的方式,来做前序遍历。那么要知道递归和回溯就是一家的,本题也需要回溯。
1. 递归函数函数参数以及返回值
要传入跟节点记录每一条路径的path和存放结果集的result这里递归不需要返回值代码如下
```
void traversal(TreeNode* cur, vector<int>& path, vector<string>& result)
```
2. 确定递归终止条件
在写递归的时候都习惯了这么写:
```
if (cur == NULL) {
终止处理逻辑
}
```
但是本题的终止条件这样写会很麻烦因为本题要找到叶子节点就开始结束的处理逻辑了把路径放进result里
**那么什么时候算是找到了叶子节点?** 是当 cur不为空其左右孩子都为空的时候就找到叶子节点。
所以本题的终止条件是:
```
if (cur->left == NULL && cur->right == NULL) {
终止处理逻辑
}
```
为什么没有判断cur是否为空呢下文在讲解单层递归逻辑的时候会提到。
再来看一下终止处理的逻辑。
这里使用vector<int> 结构来记录路径所以要把路径转为string格式在把这个string 放进 result里。
**那么为什么使用了vector<int> 结构来记录路径呢?** 因为在下面处理单层递归逻辑的时候要做回溯使用vector方便来做回溯。
那么有的同学问了,我看有些人的代码也没有回溯啊。
其实是有的,只不过隐藏在 函数调用时的参数赋值里,下文我还会提到。
这里我们先使用vector<int> 结构来记录路径,那么终止处理逻辑如下:
```
if (cur->left == NULL && cur->right == NULL) {
string sPath;
for (int i = 0; i < path.size() - 1; i++) {
sPath += to_string(path[i]);
sPath += "->";
}
sPath += to_string(path[path.size() - 1]);
result.push_back(sPath);
return;
}
```
3. 确定单层递归逻辑
因为是前序遍历需要先处理中间节点中间节点就是我们要记录路径上的节点先放进path中。
`path.push_back(cur->val);`
然后是递归和回溯的过程上面说过没有判断cur是否为空那么在这里递归的时候如果为空就不进行下一层递归了。
所以递归前要加上判断语句,下面要递归的节点是否为空,如下
```
if (cur->left) {
traversal(cur->left, path, result);
}
if (cur->right) {
traversal(cur->right, path, result);
}
```
此时还没完递归完要做回溯啊因为path 不能一直加入节点,它还要删节点,然后才能加入新的节点。
那么回溯要怎么回溯呢,一些同学会这么写,如下:
```
if (cur->left) {
traversal(cur->left, path, result);
}
if (cur->right) {
traversal(cur->right, path, result);
}
path.pop_back();
```
这个回溯就要很大的问题,我们知道,**回溯和递归是一一对应的,有一个递归,就要有一个回溯**,这么写的话相当于把递归和回溯拆开了, 一个在花括号里,一个在花括号外。
**所以回溯要和递归永远在一起,世界上最遥远的距离是你在花括号里,而我在花括号外!**
那么代码应该这么写:
```
if (cur->left) {
traversal(cur->left, path, result);
path.pop_back(); // 回溯
}
if (cur->right) {
traversal(cur->right, path, result);
path.pop_back(); // 回溯
}
```
那么本题整体代码如下:
## C++代码第一种写法
```
class Solution {
private:
void traversal(TreeNode* cur, vector<int>& path, vector<string>& result) {
path.push_back(cur->val);
// 这才到了叶子节点
if (cur->left == NULL && cur->right == NULL) {
string sPath;
for (int i = 0; i < path.size() - 1; i++) {
sPath += to_string(path[i]);
sPath += "->";
}
sPath += to_string(path[path.size() - 1]);
result.push_back(sPath);
return;
}
if (cur->left) {
traversal(cur->left, path, result);
path.pop_back(); // 回溯
}
if (cur->right) {
traversal(cur->right, path, result);
path.pop_back(); // 回溯
}
}
public:
vector<string> binaryTreePaths(TreeNode* root) {
vector<string> result;
vector<int> path;
if (root == NULL) return result;
traversal(root, path, result);
return result;
}
};
```
## C++代码第二种写法
接下来我介绍另一种写法,如下写法就是一个标准的前序遍历的过程。
```
class Solution {
private:
void traversal(TreeNode* cur, string path, vector<string>& result) {
path += to_string(cur->val);
if (cur->left == NULL && cur->right == NULL) {
result.push_back(path);
return;
}
if (cur->left) traversal(cur->left, path + "->", result);
if (cur->right) traversal(cur->right, path + "->", result);
}
public:
vector<string> binaryTreePaths(TreeNode* root) {
vector<string> result;
string path;
if (root == NULL) return result;
traversal(root, path, result);
return result;
}
};
```
注意在函数定义的时候`void traversal(TreeNode* cur, string path, vector<string>& result)` ,定义的是`string path`,说明每次都是复制赋值。
那么在如上代码中,貌似没有看到回溯的逻辑,其实不然,回溯就隐藏在`traversal(cur->left, path + "->", result);`中的 `path + "->"`。 每次函数调用完path依然是没有+ 上"->" 的,这就是回溯了。
**综合以上,第二种写法更简洁,但是把很多重要的点隐藏在了代码细节里,第一种写法虽然代码多一些,但是每一个处理逻辑都完整的展现了出来。**
至于还有非递归的方式,我在这篇题解[彻底吃透前中后序递归法(递归三部曲)和迭代法(不统一写法与统一写法)](https://leetcode-cn.com/problems/binary-tree-preorder-traversal/solution/dai-ma-sui-xiang-lu-chi-tou-qian-zhong-hou-xu-de-d/) 已经彻底介绍过了,感兴趣的同学可以去看一看。