C++如何实现二叉树从根到叶子的所有路径求和

落杰姑娘_3999

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2026-06-24

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原创

递归遍历+路径累加求和的核心是下行时实时更新数值和,叶子节点(左右子树均空)才收集结果;推荐传值避免回溯错误,空根直接返回0,单节点视为叶子参与求和。

c++如何实现二叉树从根到叶子的所有路径求和

用递归遍历 + 路径累加求和

核心思路是边递归下行边维护当前路径和,到底层叶子节点时把和加入结果集。关键不是存路径字符串,而是实时更新数值——避免字符串拼接开销和内存浪费。

  • sumNumbers 这类题(LeetCode 129)要求根到叶形成的数字之和,比如 1→2→3 算作 123,此时需用 curr = curr * 10 + node->val
  • 若题目只要路径上节点值的算术和(如 1+2+3=6),直接传入累加值即可,无需乘法
  • 必须判断叶子节点:仅当 node->left == nullptr && node->right == nullptr 才收集结果,否则会多算中间节点

避免重复计算与错误回溯

递归中传参方式决定是否需要手动回溯。传值(pass-by-value)最安全;传引用(pass-by-reference)必须在返回前减去当前值,否则上层路径和会被污染。

  • 推荐写法:dfs(node->left, curr + node->val) —— 每次调用新建局部值,天然无副作用
  • 错误写法:curr += node->val; dfs(node->left, curr); curr -= node->val; 容易漏掉某一分支的回溯
  • 如果用 vector 存路径再求和,空间复杂度升为 O(h²)(每层拷贝),而纯数值传递保持 O(h)

处理空树与单节点边界情况

空根节点(root == nullptr)应返回 0 或空结果,取决于题目定义;单节点树要确保它被识别为叶子并参与求和。

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  • 入口处必须判空:if (!root) return 0;,否则递归进 nullptr 会导致崩溃或未定义行为
  • 单节点时,root->left 和 root->right 均为 nullptr,满足叶子条件,root->val 会被计入
  • 不要用 !node 替代 node == nullptr,尤其在自定义智能指针场景下可能隐式转换出错

C++ 实现示例(算术和版本)

以下是最简可用代码,适配 LeetCode 257 类路径和需求(非数字拼接):

int sumRootToLeaf(TreeNode* root) {
    if (!root) return 0;
    int total = 0;
    dfs(root, 0, total);
    return total;
}
<p>void dfs(TreeNode* node, int curr, int& total) {
if (!node) return;
curr += node->val;
if (!node->left && !node->right) {
total += curr;
return;
}
dfs(node->left, curr, total);
dfs(node->right, curr, total);
}</p>

注意 total 用引用传入是为避免全局变量;若改用返回值方式,需处理左右子树各自的和,逻辑略冗余。实际调试时,建议在叶子处加 cout 快速验证路径值是否符合预期。

真正容易被忽略的是:所有路径和必须严格从根出发、终止于叶子,中途任何 return 都不能跳过叶子判定,哪怕节点值为 0 也不能提前剪枝。

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