牛客BM2C++
时间: 2025-05-16 07:58:49 浏览: 23
### 牛客 BM2 的 C++ 实现
BM2 是一道经典的算法题目,主要涉及二叉树的最大路径和问题。以下是基于已知信息以及常见解决思路给出的 C++ 实现。
#### 方法概述
该问题可以通过 **动态规划** 和 **递归回溯** 来求解。核心思想是从根节点出发,计算经过任意节点的最大路径和。对于每一个节点,其贡献可以分为两种情况:
1. 节点作为路径的一部分(单边向下延伸)。
2. 节点成为路径的转折点(左子树 + 右子树 + 当前节点值)。
最终通过递归的方式自底向上更新全局最大值。
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#### C++ 实现代码
```cpp
/**
* Definition for a binary tree node.
*/
struct TreeNode {
int val;
TreeNode* left;
TreeNode* right;
TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
};
class Solution {
public:
int maxPathSum(TreeNode* root) {
if (!root) return INT_MIN; // 边界条件处理
int globalMax = INT_MIN;
helper(root, globalMax);
return globalMax;
}
private:
int helper(TreeNode* node, int& globalMax) {
if (!node) return 0;
// 左右子树的最大贡献值,忽略负数部分
int leftGain = std::max(helper(node->left, globalMax), 0);
int rightGain = std::max(helper(node->right, globalMax), 0);
// 更新当前节点为路径转折点时的最大值
int currentMax = node->val + leftGain + rightGain;
globalMax = std::max(globalMax, currentMax);
// 返回以当前节点为起点的一侧最大路径和
return node->val + std::max(leftGain, rightGain);
}
};
```
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#### 关键点解析
1. **递归函数设计**
- `helper` 函数用于计算以某个节点为根的最大路径和,并将其结果存储到 `globalMax` 中。
- 对于每个节点,分别考虑左侧和右侧子树的最大贡献值[^3]。
2. **边界条件**
- 如果当前节点为空,则返回 0 表示无贡献。
- 使用 `INT_MIN` 初始化全局变量 `globalMax`,确保能够正确记录最小可能值。
3. **优化细节**
- 避免重复计算子树的最大路径和,利用递归特性一次完成所有节点的访问。
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#### 时间与空间复杂度分析
- **时间复杂度**: O(n),其中 n 是二叉树中节点的数量。每个节点仅被访问一次。
- **空间复杂度**: O(h),h 是二叉树的高度。最坏情况下(退化成链表),空间复杂度为 O(n)[^3]。
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