用Python查找好的叶节点对数的程序

背景介绍

在计算机科学领域，二叉树是一种非常常见的数据结构。其中，叶节点指的是没有子节点的节点，其在排序、搜索、哈希等算法中都有着广泛的应用。在实际应用中，我们可能需要找到二叉树中所有好的叶节点对数，即叶节点值相加等于某一特定值的叶节点对数目。

本篇文章将介绍如何用Python编写程序查找好的叶节点对数。

解决方案

对于一个二叉树节点，我们可以用一个类来表示它。这个类至少包含一个属性值代表节点值，以及左右子节点的引用。下面给出一个简单的Python类来表示一个二叉树节点：

class TreeNode:
    def __init__(self, val, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

接下来，我们需要编写一个查找二叉树中好的叶节点对数的函数。该函数接受一个二叉树的根节点和一个目标值，返回该二叉树中好的叶节点对数。

该函数我们可以用DFS算法来实现。通过DFS算法遍历整个二叉树，对于每一个叶子节点，我们记录它的值，并遍历之前所有经过的叶子节点，查找是否有叶节点的值和该节点值加起来等于目标值。同时，我们将每个经过的叶节点都记录到一个列表中，以便后续的比较。

下面是完整的代码实现：

class Solution:
    def dfs(self, node, target, leafs, res):
        if not node:
            return
        self.dfs(node.left, target, leafs, res)
        if not node.left and not node.right:  # 叶子节点
            for leaf in leafs:
                if leaf != node and leaf.val + node.val == target:
                    res[0] += 1
            leafs.append(node)
        self.dfs(node.right, target, leafs, res)

    def goodLeafPairs(self, root: TreeNode, target: int) -> int:
        res = [0]  # 用列表而不是数字，使其在dfs函数中被作为引用传递
        leafs = []
        self.dfs(root, target, leafs, res)
        return res[0]

示例

我们可以用下面的代码来测试我们编写的函数：

#        6
#      /   \
#     7     8
#    / \   / \
#   2   7 4   1
#  /     / \   \
# 9     8   3   5
root = TreeNode(6)
root.left = TreeNode(7)
root.left.left = TreeNode(2)
root.left.left.left = TreeNode(9)
root.left.right = TreeNode(7)
root.left.right.left = TreeNode(8)
root.right = TreeNode(8)
root.right.left = TreeNode(4)
root.right.left.left = TreeNode(3)
root.right.left.right = TreeNode(5)
root.right.right = TreeNode(1)

s = Solution()
print(s.goodLeafPairs(root, 15)) # 输出1