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LC199数据结构二叉树 · 右视图递归回执树

二叉树的右视图

从右侧看树,每层最右可见节点 [1,3,4]。

题目是什么

从右侧看树,每层最右可见节点 [1,3,4]。

解决什么问题

当前调用等待哪些子问题回执,返回值对父节点意味着什么?

核心结论

BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。

01交互算法精讲

先说结论:这道题到底解决什么

怎样从“从右侧看树,每层最右可见节点 [1,3,4]。”推导出 二叉树 · 右视图,并证明每次状态变化都不会漏掉答案?

中心结论:BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。

读完必须能回答
  1. 1.暴力方案在哪里重复计算,为什么仍然是正确基线?
  2. 2.当前调用等待哪些子问题回执,返回值对父节点意味着什么?
  3. 3.不变量“右视图 = 每层从右侧可见的最右节点。”为什么能保证算法安全前进?
02交互算法精讲

完整题目与题意拆解

从右边看一个树,输出看到的数字。注意有遮挡。

在本站主例中,从右侧看树,每层最右可见节点 [1,3,4]。

算法最终需要得到或观察:右视图序列 [1,3,4]。

把题目翻译成状态
  • 输入:从右侧看树,每层最右可见节点 [1,3,4]。
  • 机器需要维护:层序 queue+levelSize / DFS depth 首次。
  • 最终可观察结果:右视图序列 [1,3,4]。
动画 1 · 题意扫描

先看清算法到底要维护什么

先建立输入、目标、输出和第一批状态,不急着进入模板。

Step 1/20%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

按层从左到右

正在加载算法场景...
03交互算法精讲

第一层方案:暴力做法

从每个节点重新遍历子树会重复计算;递归让每棵子树只计算一次并向父节点返回摘要。

暴力方案的价值是确认题意并提供正确性基线。它通常会覆盖所有候选, 但没有保存已经确认的信息,因此同一状态会被重新计算。

动画 2 · 暴力重复

重复工作究竟发生在哪里

把重复读取或重复搜索的区域明确标出,再决定优化必须保存什么。

Step 1/20%
先做对:建立暴力基线枚举所有候选并完整验证

按层从左到右

正在加载算法场景...
优化方向:BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。
04交互算法精讲

整体地图:先做什么,再做什么

  1. 1建模把输入翻译成“递归回执树”,明确答案需要观察什么。
  2. 2状态只维护 层序 queue+levelSize / DFS depth 首次。
  3. 3转移每一步按照 BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。
  4. 4收尾读取 右视图序列 [1,3,4]。,并复核边界与复杂度。
05交互算法精讲

递归回执树:核心概念

先用一句话定义递归函数返回什么,父节点才能正确合并。

这道题不是为了记住一个组件名称,而是为了让状态具有可解释的语义:层序 queue+levelSize / DFS depth 首次。

核心不变量
  • 右视图 = 每层从右侧可见的最右节点。
  • BFS 必须 levelSize 冻结本层再取最后一个。
  • DFS 必须先右后左,depth==len(ans) 时记录。
动画 3 · 核心概念

建立“递归回执树”心智模型

用主例建立核心状态,先预测下一步,再公开正确分支和理由。

Step 1/30%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

按层从左到右

正在加载算法场景...
06交互算法精讲

核心机制:状态如何一步步变化

这一题是按层序遍历的变种题。按照层序把每层的元素都遍历出来,然后依次取每一层的最右边的元素即可。用一个队列即可实现。 第 102 题和第 107 题都是按层序遍历的。

BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。

执行过程中持续维护:层序 queue+levelSize / DFS depth 首次。

正确性依赖以下不变量:右视图 = 每层从右侧可见的最右节点。;BFS 必须 levelSize 冻结本层再取最后一个。;DFS 必须先右后左,depth==len(ans) 时记录。

面试时可以压缩为:每层只取一个从右侧可见的节点。BFS 层序遍历 levelSize 冻结后取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次到达即记录。时间 O(n),BFS 空间 O(w),DFS 空间 O(h)。

落到当前题,执行机制可以压缩为:BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。每一次更新都必须保持核心不变量,而不是只让样例碰巧得到正确答案。

动画 4 · 机制构建

一次状态转移为什么成立

集中观察一次选择、计算和状态写回,让变量变化与原因同时出现。

Step 1/50%
出队访问 1dequeue & enqueue children

第 1 层追加 1

正在加载算法场景...
07交互算法精讲

正确性证明:为什么不会漏答案

初始化

初始化:算法开始时,全部合法候选仍在状态表示范围内;右视图 = 每层从右侧可见的最右节点。

保持

保持:执行“BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。”时,只删除已经能证明不可能的候选,并把新信息写回 层序 queue+levelSize / DFS depth 首次。

终止

终止:没有待处理状态或达到命中条件时,当前可观察结果就是“右视图序列 [1,3,4]。”。

正确性抓手不是“样例跑通”,而是每一帧结束后仍能复述:右视图 = 每层从右侧可见的最右节点。;BFS 必须 levelSize 冻结本层再取最后一个。;DFS 必须先右后左,depth==len(ans) 时记录。
08交互算法精讲

完整执行过程

  1. 1题目与输入从右侧看树,每层最右可见节点 [1,3,4]。 因为:BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。
  2. 2BFS 队列层序根入队。 因为:FIFO 保证同层顺序。
  3. 3出队访问 2访问并把左右孩子入队。 因为:size 快照划分层界。
  4. 4预测下一步先不要看下一帧——根据当前不变量,预测算法接下来会怎么动。 因为:主动预测会暴露你对不变量的真实理解,比被动看动画有效得多。
  5. 5出队访问 3访问并把左右孩子入队。 因为:size 快照划分层界。
  6. 6出队访问 5访问并把左右孩子入队。 因为:size 快照划分层界。
  7. 7层序: [1] | [2,3] | [5,4]队列为空。 因为:O(n) BFS。
  8. 8收尾与复杂度右视图序列 [1,3,4]。 因为:时间 O(n) · 空间 BFS O(w) · DFS O(h),最坏均 O(n)。BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。
动画 5 · 完整执行

从输入完整走到可观察结果

从主例第一帧运行到答案,时间轴始终显示当前状态、因果解释和下一步。

Step 1/80%
题目与输入建立输入、目标与算法心智

按层从左到右

正在加载算法场景...
09交互算法精讲

把动画和 Go 代码逐行对应

代码窗口不会按容易漂移的固定数字行号硬绑动画,而是根据当前语义阶段, 在完整 Go 实现中定位选择、计算、写回或返回分支。当前变量与高亮行一起变化。

动画 6 · 代码映射

让每个动作都落到 Go 分支

重新执行关键分支,只显示当前代码附近窗口,并说明这行为什么在此刻运行。

Step 1/60%
BFS 队列层序queue=[root]

按层从左到右

正在加载算法场景...
10交互算法精讲

完整 Go 提交代码与最小测试

完整 Go 解法
// TreeNode define
/**
 * Definition for a binary tree node.
 * type TreeNode struct {
 *     Val int
 *     Left *TreeNode
 *     Right *TreeNode
 * }
 */

func rightSideView(root *TreeNode) []int {
	res := []int{}
	if root == nil {
		return res
	}
	queue := []*TreeNode{root}
	for len(queue) > 0 {
		n := len(queue)
		for i := 0; i < n; i++ {
			if queue[i].Left != nil {
				queue = append(queue, queue[i].Left)
			}
			if queue[i].Right != nil {
				queue = append(queue, queue[i].Right)
			}
		}
		res = append(res, queue[n-1].Val)
		queue = queue[n:]
	}
	return res
}
最小测试集合
func main() {
    // 1. 主例
    //    输入:mode="level-order", values=[1,2,3,null,5,null,4]
    //    期望:右视图序列 [1,3,4]。
    //
    // 2. 失败 / 未命中
    //    检查:右视图不是沿 root.Right 一路向下。
    //
    // 3. 边界
    //    空输入、单元素、最小合法规模,以及答案恰好落在边界的情况。
    //
    // 4. 迁移
    //    LC102 层序遍历:理解 levelSize;LC515 每层最大值:同样是逐层统计;左视图变体:DFS 先左后右 / BFS 取每层第一个
}

Go 参考实现基于 halfrost/LeetCode-Go 的 MIT 许可代码整理,并按本站教学结构补充解释与动画映射。

11交互算法精讲

正确性与复杂度

时间复杂度 O(n)

执行过程中只保留仍可能影响答案的状态。BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。

空间复杂度 BFS O(w) · DFS O(h),最坏均 O(n)

额外状态主要用于维护:层序 queue+levelSize / DFS depth 首次。

终局不变量
  • 右视图 = 每层从右侧可见的最右节点。
  • BFS 必须 levelSize 冻结本层再取最后一个。
  • DFS 必须先右后左,depth==len(ans) 时记录。
12交互算法精讲

最容易写错的地方

错误 1

右视图不是沿 root.Right 一路向下。

错误 2

DFS 先左后右会得到左视图。

错误 3

BFS 忘记 levelSize 会把下一层混进当前层。

边界复查

必须额外检查空输入、单元素、未命中或不可达情况,以及恰好落在边界的输入。

13交互算法精讲

最后复盘:带走逻辑链

  1. 1题意从右侧看树,每层最右可见节点 [1,3,4]。
  2. 2重复从每个节点重新遍历子树会重复计算;递归让每棵子树只计算一次并向父节点返回摘要。
  3. 3优化BFS 每层取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次记录。
  4. 4证明右视图 = 每层从右侧可见的最右节点。;BFS 必须 levelSize 冻结本层再取最后一个。;DFS 必须先右后左,depth==len(ans) 时记录。
  5. 5复杂度时间 O(n),空间 BFS O(w) · DFS O(h),最坏均 O(n)
面试表达:每层只取一个从右侧可见的节点。BFS 层序遍历 levelSize 冻结后取最后一个;DFS 先右后左,depth 首次到达即记录。时间 O(n),BFS 空间 O(w),DFS 空间 O(h)。
迁移练习
  • LC102 层序遍历:理解 levelSize
  • LC515 每层最大值:同样是逐层统计
  • 左视图变体:DFS 先左后右 / BFS 取每层第一个