257. Binary Tree Paths

Given the root of a binary tree, return all root-to-leaf paths in any order.

A leaf is a node with no children.

Example 1:

img

1
2
Input: root = [1,2,3,null,5]
Output: ["1->2->5","1->3"]

Example 2:

1
2
Input: root = [1]
Output: ["1"]

题目大意

给定一棵二叉树的根节点 root,返回所有从根节点到叶子节点的路径。叶子节点是指没有子节点的节点,路径以字符串形式表示,节点值之间用 "->" 连接。

例如:

  • 输入二叉树 [1,2,3,null,5],根到叶子的路径为 1->2->51->3,返回 ["1->2->5","1->3"]

解题思路

要获取所有根到叶子的路径,可采用深度优先搜索(DFS) 遍历二叉树,记录从根节点到当前节点的路径,当遇到叶子节点时,将完整路径加入结果集。具体步骤如下:

  1. 递归参数:当前节点、当前路径字符串、结果集引用。
  2. 递归终止条件:若当前节点是叶子节点(左右子节点均为空),将当前路径加入结果集。
  3. 递归逻辑
    • 将当前节点值加入路径字符串;
    • 若存在左子节点,递归处理左子树,路径字符串后加 "->";
    • 若存在右子节点,递归处理右子树,路径字符串后加 "->"。

代码实现

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
// 二叉树节点定义(题目隐含,此处为完整性补充)
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:
vector<string> binaryTreePaths(TreeNode* root) {
vector<string> ans; // 存储所有根到叶子的路径结果

// 定义递归lambda表达式(C++17特性),用于深度优先搜索
// [&]:捕获外部变量ans的引用,用于存储结果
// this auto&& dfs:允许lambda表达式递归调用自身
// 参数:当前节点node,当前路径path
auto dfs = [&](this auto&& dfs, TreeNode* node, string path) -> void {
if (node == nullptr) { // 递归终止条件:空节点无需处理
return;
}

// 将当前节点的值添加到路径中
path += to_string(node->val);

// 判断是否为叶子节点(左右子节点都为空)
if (node->left == nullptr && node->right == nullptr) {
ans.push_back(path); // 叶子节点:将完整路径加入结果集
return;
}

// 非叶子节点:添加路径分隔符"->"
path += "->";

// 递归处理左子树,传递当前路径
dfs(node->left, path);
// 递归处理右子树,传递当前路径
dfs(node->right, path);
};

// 从根节点开始DFS,初始路径为空字符串
dfs(root, "");

return ans; // 返回所有收集到的路径
}
};