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C++实现基于递归的二叉树路径查找 _ 路径和匹配算法【源码】

千墨君_2910

千墨君_2910

发布时间:2026-04-15 20:22:05

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来源于php中文网

原创

递归查找二叉树路径和需用引用传递vector以避免拷贝开销和状态不同步,回溯时必须push_back后pop_back;仅在叶子节点检查sum==targetSum;空节点须提前判空;路径存在性判断也需完整回溯。

c++实现基于递归的二叉树路径查找 _ 路径和匹配算法【源码】

递归查找二叉树路径是否等于目标和,关键不在“遍历”,而在“回溯时及时剪枝+正确维护路径状态”——否则会得到空路径、重复路径或漏解。

为什么 std::vector<int>&</int> 要传引用而不是值?

传值会导致每次递归都拷贝整个路径向量,时间复杂度从 O(n) 退化为 O(n²),且路径无法回溯更新。更重要的是:子节点 push_back 后,父节点看不到这个改动,导致路径始终为空。

  • 必须用 std::vector<int>& path</int>(左值引用)保证同一份内存被多层递归共享
  • 每次进入子节点前 path.push_back(root->val),返回前必须 path.pop_back() —— 这是回溯的核心
  • 如果用 const std::vector<int>&</int> 或不加 &,编译可能通过但逻辑必然失败

如何判断当前路径是否满足“和等于 targetSum”?

不能只在叶子节点检查 sum == targetSum 就返回 true,因为路径中途就可能超限;也不能在非叶子节点提前终止,否则会漏掉负数权值的合法路径。

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  • 必须严格在 root->left == nullptr && root->right == nullptr(即叶子节点)时,才检查 sum == targetSum
  • 递归调用前不要做 if (sum > targetSum) return 类似剪枝 —— 二叉树节点值可正可负,targetSum 也可能为负
  • 推荐把当前和作为参数传递:dfs(root, targetSum, 0, path),避免全局变量或重复计算

遇到空节点或 nullptr 怎么处理?

常见错误是忘记在入口处判空,导致访问 root->val 崩溃;或在递归中对 nullptr 调用 dfs,引发段错误。

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  • 入口函数第一行必须写:if (!root) return;
  • 左右子树递归前必须分别判空:if (root->left) dfs(root->left, ...);,不能无条件调用
  • 不要依赖“叶子节点自动终止”——nullptr 不是叶子,它连节点都不是

完整可运行片段(C++11,含路径收集与打印)

void dfs(TreeNode* root, int targetSum, int sum, std::vector<int>& path, std::vector<std::vector<int>>& result) {
    if (!root) return;
    path.push_back(root->val);
    sum += root->val;
    if (!root->left && !root->right && sum == targetSum) {
        result.push_back(path);
    }
    if (root->left) dfs(root->left, targetSum, sum, path, result);
    if (root->right) dfs(root->right, targetSum, sum, path, result);
    path.pop_back(); // 必须回溯!
}
<p>std::vector<std::vector<int>> pathSum(TreeNode* root, int targetSum) {
std::vector<std::vector<int>> result;
std::vector<int> path;
dfs(root, targetSum, 0, path, result);
return result;
}</p>

最易忽略的一点:即使你只关心“是否存在路径”,也要走完全部回溯逻辑 —— 因为 path.pop_back() 不仅影响后续分支,还决定上层能否继续探索其他子树。跳过它,等于让整棵树的路径状态错乱。

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