2331. 计算布尔二叉树的值

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题目描述

给你一棵 完整二叉树 的根，这棵树有以下特征：

叶子节点 要么值为 0 要么值为 1 ，其中 0 表示 False ，1 表示 True 。
非叶子节点 要么值为 2 要么值为 3 ，其中 2 表示逻辑或 OR ，3 表示逻辑与 AND 。

计算一个节点的值方式如下：

如果节点是个叶子节点，那么节点的值为它本身，即 True 或者 False 。
否则，计算两个孩子的节点值，然后将该节点的运算符对两个孩子值进行运算。

返回根节点 root 的布尔运算值。

完整二叉树 是每个节点有 0 个或者 2 个孩子的二叉树。

叶子节点 是没有孩子的节点。

示例 1：

输入：root = [2,1,3,null,null,0,1]
输出：true
解释：上图展示了计算过程。
AND 与运算节点的值为 False AND True = False 。
OR 运算节点的值为 True OR False = True 。
根节点的值为 True ，所以我们返回 true 。

示例 2：

输入：root = [0]
输出：false
解释：根节点是叶子节点，且值为 false，所以我们返回 false 。

提示：

树中节点数目在 [1, 1000] 之间。
0 <= Node.val <= 3
每个节点的孩子数为 0 或 2 。
叶子节点的值为 0 或 1 。
非叶子节点的值为 2 或 3 。

解法

方法一：递归

我们可以使用递归的方式来求解本题。

对于当前节点 root：

如果其左右孩子都为空，说明是叶子节点，此时判断其值是否为 $1$，如果是，则返回 true，否则返回 false。
否则，对其左右孩子分别递归求解，得到其左右孩子的值 $l$ 和 $r$。然后根据当前节点值的不同，分别进行如下操作：
- 如果当前节点值为 $2$，则返回 l or r。
- 如果当前节点值为 $3$，则返回 l && r。

时间复杂度 $O(n)$，空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 为二叉树节点个数。

Python3

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def evaluateTree(self, root: Optional[TreeNode]) -> bool:
        def dfs(root):
            if root.left is None and root.right is None:
                return bool(root.val)
            l, r = dfs(root.left), dfs(root.right)
            return (l or r) if root.val == 2 else (l and r)

        return dfs(root)

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def evaluateTree(self, root: Optional[TreeNode]) -> bool:
        if root.left is None:
            return bool(root.val)
        l = self.evaluateTree(root.left)
        r = self.evaluateTree(root.right)
        return l or r if root.val == 2 else l and r

Java

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean evaluateTree(TreeNode root) {
        return dfs(root);
    }

    private boolean dfs(TreeNode root) {
        if (root.left == null && root.right == null) {
            return root.val == 1;
        }
        boolean l = dfs(root.left), r = dfs(root.right);
        if (root.val == 2) {
            return l || r;
        }
        return l && r;
    }
}

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    public boolean evaluateTree(TreeNode root) {
        if (root.left == null) {
            return root.val == 1;
        }
        boolean l = evaluateTree(root.left);
        boolean r = evaluateTree(root.right);
        return root.val == 2 ? l || r : l && r;
    }
}

C++

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool evaluateTree(TreeNode* root) {
        return dfs(root);
    }

    bool dfs(TreeNode* root) {
        if (!root->left && !root->right) return root->val;
        bool l = dfs(root->left), r = dfs(root->right);
        if (root->val == 2) return l || r;
        return l && r;
    }
};

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool evaluateTree(TreeNode* root) {
        if (!root->left) {
            return root->val;
        }
        bool l = evaluateTree(root->left);
        bool r = evaluateTree(root->right);
        return root->val == 2 ? l or r : l and r;
    }
};

Go

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
func evaluateTree(root *TreeNode) bool {
	var dfs func(*TreeNode) bool
	dfs = func(root *TreeNode) bool {
		if root.Left == nil && root.Right == nil {
			return root.Val == 1
		}
		l, r := dfs(root.Left), dfs(root.Right)
		if root.Val == 2 {
			return l || r
		}
		return l && r
	}
	return dfs(root)
}

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */
func evaluateTree(root *TreeNode) bool {
	if root.Left == nil {
		return root.Val == 1
	}
	l, r := evaluateTree(root.Left), evaluateTree(root.Right)
	if root.Val == 2 {
		return l || r
	}
	return l && r
}

TypeScript

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * class TreeNode {
 *     val: number
 *     left: TreeNode | null
 *     right: TreeNode | null
 *     constructor(val?: number, left?: TreeNode | null, right?: TreeNode | null) {
 *         this.val = (val===undefined ? 0 : val)
 *         this.left = (left===undefined ? null : left)
 *         this.right = (right===undefined ? null : right)
 *     }
 * }
 */

function evaluateTree(root: TreeNode | null): boolean {
    const { val, left, right } = root;
    if (left == null) {
        return val === 1;
    }
    if (val === 2) {
        return evaluateTree(left) || evaluateTree(right);
    }
    return evaluateTree(left) && evaluateTree(right);
}

Rust

// Definition for a binary tree node.
// #[derive(Debug, PartialEq, Eq)]
// pub struct TreeNode {
//   pub val: i32,
//   pub left: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>,
//   pub right: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>,
// }
//
// impl TreeNode {
//   #[inline]
//   pub fn new(val: i32) -> Self {
//     TreeNode {
//       val,
//       left: None,
//       right: None
//     }
//   }
// }
use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;
impl Solution {
    fn dfs(root: &Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> bool {
        let root = root.as_ref().unwrap().as_ref().borrow();
        if root.left.is_none() {
            return root.val == 1;
        }
        if root.val == 2 {
            return Self::dfs(&root.left) || Self::dfs(&root.right);
        }
        Self::dfs(&root.left) && Self::dfs(&root.right)
    }

    pub fn evaluate_tree(root: Option<Rc<RefCell<TreeNode>>>) -> bool {
        Self::dfs(&root)
    }
}

C

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
bool evaluateTree(struct TreeNode* root) {
    if (!root->left) {
        return root->val == 1;
    }
    if (root->val == 2) {
        return evaluateTree(root->left) || evaluateTree(root->right);
    }
    return evaluateTree(root->left) && evaluateTree(root->right);
}

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