java编程求二叉树最大路径问题代码分析

题目：

Binary Tree Maximum Path Sum

Given a binary tree, find the maximum path sum.

The path may start and end at any node in the tree.

For example:
Given the below binary tree,

    1
   / \
   2  3

Return 6.

节点可能为负数，寻找一条最路径使得所经过节点和最大。路径可以开始和结束于任何节点但是不能走回头路。

这道题虽然看起来不同寻常，但是想一下，可以发现不外乎二叉树的遍历+简单的动态规划思想。

我们可以把问题拆分开：即便最后的最大路径没有经过根节点，它必然也有自己的“最高点”，因此我们只要针对所有结点，求出：如果路径把这个节点作为“最高点”，路径最长可达多少？记为max。然后在max中求出最大值MAX即为所求结果。和“求整数序列中的最大连续子序列”一样思路。

下面就是找各个“最高点”对应的max之间的关系了。

我们拿根节点为例，对于经过根节点的最大路径的计算方式为：

我们找出左子树中以左孩子为起点的最大路径长度a，和右子树中以右孩子为起点的最大路径长度b。然后这个点的max=MAX(a+b+node.val,a+node.val,b+node.val,node.val)

因此我们定义一个函数来算上面的a或者b，它的参数是一个节点，它的返回值是最大路径长度，但是这个路径的起点必须是输入节点，而且路径必须在以起点为根节点的子树上。

那么函数func(node)的return值可以这样定义：returnMAX(func(node.left)+node.val,func(node.right)+node.val,node.val)

终止条件是node==null，直接返回0。

接着我们发现上述计算max和求出MAX的过程完全可以放到func(node)里去。

按照这个思路的代码，maxPathSumCore就是上面func(node)的实现：

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *   int val;
 *   TreeNode *left;
 *   TreeNode *right;
 *   TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
	public:
	  int maxPathSum(TreeNode *root) {
		maxPathSumCore(root);
		return MAX;
	}
	int maxPathSumCore(TreeNode *node) {
		if(NULL == node) return 0;
		int a = maxPathSumCore(node -> left);
		int b = maxPathSumCore(node -> right);
		if((a+b+node->val) > MAX) MAX = (a+b+node->val);
		if((a+node->val) > MAX) MAX = (a+node->val);
		if((b+node->val) > MAX) MAX = (b+node->val);
		if(node->val > MAX) MAX = node->val;
		int maxViaThisNode = ((a + node->val) > node->val ? (a + node->val) : node->val);
		return (maxViaThisNode > (b + node->val) ? maxViaThisNode : (b + node->val));
	}
	private:
	  int MAX= -99999999;
}
;

时间复杂度 O(n)，n为总节点数。

总结

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