437. 路径总和 III

🟠   🔖  树 深度优先搜索 二叉树  🔗 力扣 LeetCode

题目

Given the root of a binary tree and an integer targetSum, return the number of paths where the sum of the values along the path equalstargetSum.

The path does not need to start or end at the root or a leaf, but it must go downwards (i.e., traveling only from parent nodes to child nodes).

Example 1:

Input: root = [10,5,-3,3,2,null,11,3,-2,null,1], targetSum = 8

Output: 3

Explanation: The paths that sum to 8 are shown.

Example 2:

Input: root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,5,1], targetSum = 22

Output: 3

Constraints:

• The number of nodes in the tree is in the range [0, 1000].
• -10^9 <= Node.val <= 10^9
• -1000 <= targetSum <= 1000

题目大意

给定一个二叉树的根节点 root ，和一个整数 targetSum ，求该二叉树里节点值之和等于 targetSum 的 路径 的数目。

路径 不需要从根节点开始，也不需要在叶子节点结束，但是路径方向必须是向下的（只能从父节点到子节点）。

示例 1：

输入： root = [10,5,-3,3,2,null,11,3,-2,null,1], targetSum = 8

输出： 3

解释： 和等于 8 的路径有 3 条，如图所示。

示例 2：

输入： root = [5,4,8,11,null,13,4,7,2,null,null,5,1], targetSum = 22

输出： 3

提示:

• 二叉树的节点个数的范围是 [0,1000]
• -10^9 <= Node.val <= 10^9
• -1000 <= targetSum <= 1000

解题思路

可以使用深度优先搜索 (DFS) 和前缀和来解决这个问题。

• 维护一个哈希表 map，存储从根节点到当前节点的所有路径和的出现次数。
• 在每次访问一个节点时，我们计算当前路径和 sum，并检查在此路径之前是否有路径和 sum - targetSum。如果存在，则说明有一条从之前某个节点到当前节点的路径的和为 targetSum。
• 递归处理左右节点，并在递归返回时回退 map，保证每次路径的计算仅在当前分支有效。

复杂度分析

• 时间复杂度: O(n)，其中 n 是树中节点的个数。每个节点仅被访问一次。
• 空间复杂度: O(n)，用于存储递归栈和前缀和哈希表。

代码

/**
 * @param {TreeNode} root
 * @param {number} targetSum
 * @return {number}
 */
var pathSum = function (root, targetSum) {
	let map = new Map();

	// 当路径和正好等于targetSum时，需要有一个虚拟前缀和为0的路径
	map.set(0, 1);

	// 深度优先遍历
	const dfs = (root, sum) => {
		if (!root) return 0;

		// 更新当前路径和
		sum += root.val;

		// 查找有多少个之前的路径和等于sum - targetSum
		let res = map.get(sum - targetSum) || 0;

		// 更新路径和的计数
		map.set(sum, (map.get(sum) || 0) + 1);

		// 递归处理左右子树
		res += dfs(root.left, sum);
		res += dfs(root.right, sum);

		// 回溯时将当前节点的路径和从哈希表中删除
		map.set(sum, map.get(sum) - 1);

		return res;
	};
	return dfs(root, 0);
};

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