news 2026/6/26 0:14:35

LC.297 | 二叉树的序列化与反序列化 | 树 | 定长编码传递信息

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
LC.297 | 二叉树的序列化与反序列化 | 树 | 定长编码传递信息

输入:二叉树的根节点root

要求:设计一个算法,将二叉树序列化为一个字符串,并且可以将该字符串反序列化为原始的树结构。不限制具体的序列化逻辑(如前序、层序等),只要保证“编码 -> 解码”过程可逆且准确即可。

输出:

  • serialize: 返回编码后的string
  • deserialize: 返回还原后的TreeNode*

本题很有意思,序列化与反序列化,然后全程只有一个字符串传递,之前我们已经做到简单版的问题,这一题一部分难点在于如何用string传递足够多的信息,颇有点计算机的本质了,就是信息的传递。
采用了一种自定义的“定长编码协议”结合 BFS 来实现,避免了复杂的字符串分割操作。

  1. 序列化 (Serialize) - 定长编码规则:

    • 使用层序遍历 (BFS)
    • 不使用分隔符(如逗号),而是将每个节点的信息固定编码为7个字符的字符串片段。
    • 格式定义[符号位 1位][数值位 4位][左孩子存在标志 1位][右孩子存在标志 1位]
      • 第1位:符号。0表示正数,1表示负数。
      • 第2-5位:数值的绝对值,不足4位前面补0(已知数值范围在 -1000 到 1000 之间)。
      • 第6位:左孩子标记。1表示有左孩子,0表示无。
      • 第7位:右孩子标记。1表示有右孩子,0表示无。
    • 遍历过程中,如果孩子存在,将其入队,并在当前节点的字符串中标记为1;否则标记0且不记录空节点的数据。
  2. 反序列化 (Deserialize) - 双指针索引法:

    • 同样利用队列进行 BFS 重建。
    • 维护两个索引(模拟指针):
      • Idx:指向当前正在处理的父节点在字符串中的位置索引(第几个节点)。
      • Cur:指向字符串中下一个待分配的数据块的位置索引。
    • 流程
      1. 先解析前7个字符构建根节点,入队。
      2. 当队列不为空时,取出队头节点(对应Idx指向的数据块)。
      3. 读取Idx数据块的第6位和第7位(左右孩子标记)。
      4. 如果标记为1,则从Cur指向的位置读取7个字符,构建子节点,连接到父节点,子节点入队,并让Cur加 1。
      5. 处理完当前节点后,Idx加 1。

复杂度:

  • 时间复杂度:O(N)
    • 序列化和反序列化都需要遍历树中所有的节点一次。
  • 空间复杂度:O(N)
    • 需要使用队列进行层序遍历,队列最大长度为树的一层节点数。同时需要存储序列化后的字符串,长度与节点数成正比。

classCodec{public:// Encodes a tree to a single string.stringserialize(TreeNode*root){if(!root)return"";queue<TreeNode*>q;string ser="";q.push(root);while(!q.empty()){intn=q.size();for(inti=0;i<n;i++){TreeNode*t=q.front();q.pop();if(t->val>=0){ser+="0";}else{ser+="1";}string valStr=to_string(abs(t->val));while(valStr.length()<4){valStr="0"+valStr;}ser+=valStr;if(t->left!=nullptr){ser+="1";q.push(t->left);}else{ser+="0";}if(t->right!=nullptr){ser+="1";q.push(t->right);}else{ser+="0";}}}returnser;}TreeNode*deserialize(string data){if(data==""){returnnullptr;}introotVal=(data[1]-'0')*1000+(data[2]-'0')*100+(data[3]-'0')*10+(data[4]-'0');if(data[0]=='1'){rootVal=-rootVal;}TreeNode*root=newTreeNode(rootVal);queue<TreeNode*>q;q.push(root);intCur=1;intIdx=0;while(!q.empty()){intn=q.size();for(inti=0;i<n;i++){TreeNode*t=q.front();q.pop();if(data[Idx*7+5]=='1'){intleftVal=(data[Cur*7+1]-'0')*1000+(data[Cur*7+2]-'0')*100+(data[Cur*7+3]-'0')*10+(data[Cur*7+4]-'0');if(data[Cur*7]=='1'){leftVal=-leftVal;}TreeNode*tmp=newTreeNode(leftVal);t->left=tmp;q.push(tmp);Cur++;}if(data[Idx*7+6]=='1'){intrightVal=(data[Cur*7+1]-'0')*1000+(data[Cur*7+2]-'0')*100+(data[Cur*7+3]-'0')*10+(data[Cur*7+4]-'0');if(data[Cur*7]=='1'){rightVal=-rightVal;}TreeNode*tmp=newTreeNode(rightVal);t->right=tmp;q.push(tmp);Cur++;}Idx++;}}returnroot;}};
版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/6/26 2:38:16

毕设项目 深度学习YOLOv5车辆颜色识别检测

文章目录1 前言2 实现效果3 CNN卷积神经网络4 Yolov56 数据集处理及模型训练1 前言 &#x1f525;这两年开始毕业设计和毕业答辩的要求和难度不断提升&#xff0c;传统的毕设题目缺少创新和亮点&#xff0c;往往达不到毕业答辩的要求&#xff0c;这两年不断有学弟学妹告诉学长…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/25 0:02:40

大模型Prompt工程完全指南:从入门到精通(必学必收藏)

本文全面介绍了Prompt的概念、分类、要素及工作原理。Prompt是引导大模型生成响应的初始文本输入&#xff0c;可分为硬提示/软提示、在线/离线提示及应用领域提示。优质Prompt需包含任务、上下文、示例、角色、格式和语气六要素。文章解析了Prompt的工作机制及多种采样策略&…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/26 0:06:41

AI大模型入门到精通:制造业应用实践,一篇搞定,建议收藏!

本文全面解析了AI大模型在制造业的应用&#xff0c;介绍了大模型的基本概念、核心赋能方式&#xff08;直接赋能、场景化定制、任务化定制&#xff09;和产品形态。文章分析了大模型的适用边界与核心能力&#xff0c;以及语言、专用、多模态和视觉四类模型在工业各环节的应用案…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/25 6:19:23

WebAssembly跨平台兼容性实战指南:从编译优化到多环境适配

WebAssembly跨平台兼容性实战指南&#xff1a;从编译优化到多环境适配 【免费下载链接】emscripten Emscripten: An LLVM-to-WebAssembly Compiler 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/em/emscripten 你是否经历过这样的困境&#xff1a;精心开发的WebAssembly应…

作者头像 李华
网站建设 2026/6/24 19:35:06

【网络安全协议】SSL/TLS、IPSec等网络安全协议的原理与应用

网络安全协议 SSL/TLS、IPSec等网络安全协议的原理与应用 1. 引言 随着互联网的迅速发展&#xff0c;网络安全的重要性日益凸显。网络安全协议是保护数据传输安全的关键技术&#xff0c;通过加密、身份验证和数据完整性等手段&#xff0c;防止数据在传输过程中被窃取或篡改。…

作者头像 李华