124. 二叉树中的最大路径和
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题目
A path in a binary tree is a sequence of nodes where each pair of adjacent nodes in the sequence has an edge connecting them. A node can only appear in the sequence at most once. Note that the path does not need to pass through the root.
The path sum of a path is the sum of the node's values in the path.
Given the root
of a binary tree, return the maximum path sum of any non-empty path.
Example 1:
Input: root = [1,2,3]
Output: 6
Explanation: The optimal path is 2 -> 1 -> 3 with a path sum of 2 + 1 + 3 = 6.
Example 2:
Input: root = [-10,9,20,null,null,15,7]
Output: 42
Explanation: The optimal path is 15 -> 20 -> 7 with a path sum of 15 + 20 + 7 = 42.
Constraints:
- The number of nodes in the tree is in the range
[1, 3 * 10^4]
. -1000 <= Node.val <= 1000
题目大意
二叉树中的 路径 被定义为一条节点序列,序列中每对相邻节点之间都存在一条边。同一个节点在一条路径序列中 至多出现一次 。该路径 至少包含一个 节点,且不一定经过根节点。
路径和 是路径中各节点值的总和。
给你一个二叉树的根节点 root
,返回其 最大路径和 。
解题思路
给定一个二叉树,路径不一定要从根节点出发,可以从任意节点开始,并可以到达任意节点。要找到路径和的最大值,需要递归地计算每个节点的最大贡献值。
- 对于当前节点
root
,定义一个函数maxGain(node)
,表示从当前节点出发到任意下属节点的路径最大贡献值。贡献值是指该节点及其子树为路径提供的最大和。 - 当递归到叶节点的
null
节点时,返回0
,表示空节点的贡献为0
。 - 计算出当前节点左右子树的最大贡献值
leftGain
和rightGain
。 - 当前节点的最大路径和可以是:
- 当前节点值
node.val
。 - 当前节点 + 左子树的贡献。
- 当前节点 + 右子树的贡献。
- 当前节点 + 左子树的贡献 + 右子树的贡献(代表路径穿过当前节点)。
- 当前节点值
- 更新全局最大路径和
res
。 - 返回当前节点可以提供给父节点的最大路径贡献,值为
node.val + max(leftGain, rightGain)
,即选择左右子树中贡献较大的那个。
复杂度分析
- 时间复杂度:
O(n)
,其中n
是二叉树中的节点数量。我们需要遍历每个节点一次。 - 空间复杂度:
O(h)
,其中h
是二叉树的高度。递归栈的深度取决于树的高度,在最坏情况下,树的高度为O(n)
,即退化成链表的情况。
代码
/**
* @param {TreeNode} root
* @return {number}
*/
var maxPathSum = function (root) {
let res = -Infinity;
const maxGain = (node) => {
if (!node) return 0;
// 递归计算左右子树的最大贡献值
let leftGain = Math.max(maxGain(node.left), 0); // 负数时选择0
let rightGain = Math.max(maxGain(node.right), 0);
// 更新全局最大路径和
res = Math.max(res, node.val + leftGain + rightGain);
// 返回当前节点可以提供给父节点的最大贡献
return node.val + Math.max(leftGain, rightGain);
};
maxGain(root);
return res;
};
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