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  • 310. Minimum Height Trees

    原题链接

    310. Minimum Height Trees

    题目描述

    树是一个无向图,其中任何两个顶点只通过一条路径连接。 换句话说,一个任何没有简单环路的连通图都是一棵树。

    给你一棵包含 n 个节点的树,标记为 0 到 n - 1 。给定数字 n 和一个有 n - 1 条无向边的 edges 列表(每一个边都是一对标签),其中 edges[i] = [ai, bi] 表示树中节点 ai 和 bi 之间存在一条无向边。

    可选择树中任何一个节点作为根。当选择节点 x 作为根节点时,设结果树的高度为 h 。在所有可能的树中,具有最小高度的树(即,min(h))被称为 最小高度树 。

    请你找到所有的 最小高度树 并按 任意顺序 返回它们的根节点标签列表。

    树的 高度 是指根节点和叶子节点之间最长向下路径上边的数量。

    示例 1:

    输入:n = 4, edges = [[1,0],[1,2],[1,3]]
    输出:[1]
    解释:如图所示,当根是标签为 1 的节点时,树的高度是 1 ,这是唯一的最小高度树。

    示例 2:

    输入:n = 6, edges = [[3,0],[3,1],[3,2],[3,4],[5,4]]
    输出:[3,4]

    示例 3:
    输入:n = 1, edges = []
    输出:[0]

    示例 4:
    输入:n = 2, edges = [[0,1]]
    输出:[0,1]

    问题分析

    使用BFS

    简单分析过程:

    首先,我们看了样例,发现这个树并不是二叉树,是多叉树。

    然后,我们可能想到的解法是:根据题目的意思,就挨个节点遍历bfs,统计下每个节点的高度,然后用map存储起来,后面查询这个高度的集合里最小的就可以了。

    但是这样会超时的。

    于是我们看图(题目介绍里面的图)分析一下,发现,越是靠里面的节点越有可能是最小高度树。

    所以,我们可以这样想,我们可以倒着来。

    我们从边缘开始,先找到所有出度为1的节点,然后把所有出度为1的节点进队列,然后不断地bfs,最后找到的就是两边同时向中间靠近的节点,那么这个中间节点就相当于把整个距离二分了,那么它当然就是到
    两边距离最小的点啦,也就是到其他叶子节点最近的节点了。

    class Solution {
    public:
        vector<int> findMinHeightTrees(int n, vector<vector<int>>& edges) {
            if(n == 1) return {0};
            vector<int> degree(n, 0);   //每个结点的度
            map<int, vector<int>> m;    //邻接表
            vector<int> res;            //结果
            queue<int> q;
    
            //初始化degree和m
            for(auto e : edges){
                degree[e[0]]++;
                degree[e[1]]++;
                m[e[0]].push_back(e[1]);
                m[e[1]].push_back(e[0]);
            }
    
            //叶子结点入队
            for(int i = 0; i < n; i++){
                if(degree[i] == 1){//度为1,说明是叶子结点
                    q.push(i);
                }
            }
    
            //从外向内一层一层剥,每次加入的都是一层
            while(!q.empty()){
                res.clear();
                int level_size = q.size();
                
                for(int i = 0; i < level_size; i++){
                    int t = q.front(); q.pop();
                    res.push_back(t);
    
                    degree[t]--;
                    for(auto neighbor : m[t]){
                        degree[neighbor]--;
                        if(degree[neighbor] == 1){//变成了叶子结点
                            q.push(neighbor);
                        }
                    }
                }
            }
    
            return res;
        }
    };
    
    只有0和1的世界是简单的
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