【树】B051_LC_二叉树中所有距离为 K 的结点（广搜 + 深搜存储父节点）

一、Problem

给定一个二叉树（具有根结点 root）， 一个目标结点 target ，和一个整数值 K 。

返回到目标结点 target 距离为 K 的所有结点的值的列表。 答案可以以任何顺序返回。

输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], target = 5, K = 2
输出：[7,4,1]
解释：
所求结点为与目标结点（值为 5）距离为 2 的结点，
值分别为 7，4，以及 1

注意，输入的 “root” 和 “target” 实际上是树上的结点。
上面的输入仅仅是对这些对象进行了序列化描述。

提示：

给定的树是非空的。
树上的每个结点都具有唯一的值 0 <= node.val <= 500 。
目标结点 target 是树上的结点。
0 <= K <= 1000.

二、Solution

方法一：bfs + dfs

思路

由于 tar 结点不一定是整棵树的 root，距离为 K 的结点可能在其它子树上，所以我们需要将某个结点 node 的父亲给链接起来，于是我们利用 dfs 找到所有结点的父亲

再用 bfs 从 tar 结点开始向左子树、右子树、父亲三个方向遍历 K 次，遍历次数达到第 K 次时，队列中的结点到 tar 结点的距离就是 K

class Solution {
public:
	unordered_map<TreeNode*, TreeNode*> pars;
	void dfs(TreeNode* node, TreeNode* par) {
        if (node == NULL) return;
		pars[node] = par;
		dfs(node->left, node);
		dfs(node->right, node);
	}
    vector<int> distanceK(TreeNode* root, TreeNode* tar, int K) {
        dfs(root, NULL);
        queue<TreeNode*> q;
        unordered_map<TreeNode*, bool> vis;
        q.push(tar);
        vis[tar] = true;

        while (!q.empty()) {
        	if (K-- == 0) {
        		vector<int> ans;
        		while (!q.empty()) ans.push_back(q.front()->val), q.pop();
        		return ans;
        	} else {
        		int sz = q.size();
        		for (int i = 0; i < sz; i++) {
	        		auto cur = q.front(); q.pop();
	        		if (cur->left != NULL && !vis[cur->left])
	        			q.push(cur->left), vis[cur->left] = true;
        			if (cur->right != NULL && !vis[cur->right])
	        			q.push(cur->right), vis[cur->right] = true;
        			if (pars[cur] != NULL && !vis[pars[cur]]) 
	        			q.push(pars[cur]), vis[pars[cur]] = true;
	        	}
        	}
        }
        return {};
    }
};

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$O(n)，
• 空间复杂度：$O(n)$O(n)