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解题思路

对于没有约束的二叉树而言,可以很简单地想到使用下面这个递归的解法:

  1. public int countNodes(TreeNode root) {
  2. if (root == null){
  3. return 0;
  4. }
  5. return countNodes(root.left) + countNodes(root.right) + 1;
  6. }

但这是一个普适的解法,对于此题给的完全二叉树的特点没有利用起来,进一步考虑如何使用完全二叉树的特点更快解出此题。

首先需要明确完全二叉树的定义:它是一棵空树或者它的叶子节点只出在最后两层,若最后一层不满则叶子节点只在最左侧。

再来回顾一下满二叉的节点个数怎么计算,如果满二叉树的层数为h,则总节点数为:2^h - 1.
那么我们来对root节点的左右子树进行高度统计,分别记为left和right,有以下两种结果:

left == right。这说明,左子树一定是满二叉树,因为节点已经填充到右子树了,左子树必定已经填满了。所以左子树的节点总数我们可以直接得到,是2^left - 1,加上当前这个root节点,则正好是2^left。再对右子树进行递归统计。
left != right。说明此时最后一层不满,但倒数第二层已经满了,可以直接得到右子树的节点个数。同理,右子树节点+root节点,总数为2^right。再对左子树进行递归查找。
关于如何计算二叉树的层数,可以利用下面的递归来算,当然对于完全二叉树,可以利用其特点,不用递归直接算,具体请参考最后的完整代码。

  1. class Solution {
  2. public int countNodes(TreeNode root) {
  3. if(root == null){
  4. return 0;
  5. }
  6. int left = countLevel(root.left);
  7. int right = countLevel(root.right);
  8. if(left == right){
  9. return countNodes(root.right) + (1<<left);
  10. }else{
  11. return countNodes(root.left) + (1<<right);
  12. }
  13. }
  14. private int countLevel(TreeNode root){
  15. int level = 0;
  16. while(root != null){
  17. level++;
  18. root = root.left;
  19. }
  20. return level;
  21. }
  22. }