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C++如何实现二叉树的所有路径求和

轻明吖_6785

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发布时间:2026-06-19 18:42:21

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来源于php中文网

原创

二叉树路径求和需递归回溯,不能仅用DFS遍历;必须维护从根到叶子的完整路径或实时计算路径数字和,关键在于回溯恢复状态,支持负数且注意整数溢出与十进制拼接逻辑。

c++如何实现二叉树的所有路径求和

二叉树路径求和需要递归回溯,不能只靠DFS遍历

直接用深度优先遍历(dfs)但不维护路径状态,会漏掉分支或重复累加。关键在于:每到一个叶子节点,必须拿到从根到它的完整路径值(比如 [1,2,5]),再求和;而中间节点要向下传递当前路径和,同时保证回退时能撤销影响——这就是回溯的必要性。

常见错误是只传一个累加变量 sum,这样无法区分不同路径,也无法还原上层状态。正确做法是传路径容器(如 vector<int></int>)或实时计算路径和并回退。

  • 推荐用引用传参 + push_back()/pop_back() 实现回溯,避免拷贝开销
  • 若只需求“所有路径的数字和”(如 1->2->5 算 125),注意整数溢出,建议用 long long
  • 若路径数字拼接后过大(如深度 > 10),应改用字符串处理再转数,或直接按位计算

用 vector& path 记录路径,遇到叶子就 push 到结果

这是最直观、调试友好的方式。每次进入节点就把值加入 path,离开前弹出,确保 path 始终反映当前递归栈对应的路径。

void dfs(TreeNode* root, vector<int>& path, vector<vector<int>>& res) {
    if (!root) return;
    path.push_back(root->val);
    if (!root->left && !root->right) {
        res.push_back(path); // 叶子:保存当前完整路径
    } else {
        dfs(root->left, path, res);
        dfs(root->right, path, res);
    }
    path.pop_back(); // 回溯:恢复上层状态
}

调用前初始化空 path 和 res,结束后对每个 res[i] 求和即可。注意:不要在递归中直接修改 res 里的子向量,push_back(path) 是深拷贝。

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如果只要路径和(非路径本身),可优化为单个 long long 参数

当题目只要求返回所有路径构成的数字之和(如 LeetCode 129),不必存整条路径,只需边走边算:cur_sum = cur_sum * 10 + root->val。这样空间 O(h),比存路径 O(h²) 更优。

  • 递归入口传 0 作为初始值
  • 每层更新 cur_sum,叶子节点直接累加进全局 total
  • 无需回溯,因为参数是值传递,自然“撤销”

示例关键逻辑:

void dfs(TreeNode* root, long long cur_sum, long long& total) {
    if (!root) return;
    cur_sum = cur_sum * 10 + root->val;
    if (!root->left && !root->right) {
        total += cur_sum;
        return;
    }
    dfs(root->left, cur_sum, total);
    dfs(root->right, cur_sum, total);
}

空节点、单节点、负数节点都要测,尤其负数会影响拼接逻辑

很多人忽略负数场景:路径 [-1,2] 拼成数字是 -12,不是 12。用 cur_sum * 10 + val 公式天然支持负数,但若手动字符串拼接再 stoll(),需注意负号位置。

  • 空树输入:root == nullptr,直接返回 0 或空结果
  • 单节点树:既是根也是叶子,路径和就是该节点值
  • 测试用例至少覆盖:正数、负数、零、深度为 1/2/3 的树

最容易被忽略的是路径数字拼接的数学含义——它本质是十进制展开,不是简单数组求和。写错公式(比如漏乘 10)会导致高位丢失,且很难通过小样例发现。

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