Задача: 865. Smallest Subtree with all the Deepest Nodes
Сложность: medium

Дан корень бинарного дерева, глубина каждого узла — это кратчайшее расстояние до корня.

Верните наименьшее поддерево, которое содержит все самые глубокие узлы в исходном дереве.

Узел называется самым глубоким, если у него наибольшая возможная глубина среди всех узлов в дереве.

Поддерево узла — это дерево, состоящее из этого узла и всех его потомков.

Пример:

Input: root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4]
Output: [2,7,4]
Explanation: We return the node with value 2, colored in yellow in the diagram.
The nodes coloured in blue are the deepest nodes of the tree.
Notice that nodes 5, 3 and 2 contain the deepest nodes in the tree but node 2 is the smallest subtree among them, so we return it.

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣В первой фазе используем поиск в глубину (DFS), чтобы аннотировать узлы. Каждый узел будет хранить информацию о своей глубине и о самой большой глубине среди его потомков.

2⃣Во второй фазе также используем DFS для функции answer(node), которая возвращает наименьшее поддерево, содержащее все самые глубокие узлы. Функция сравнивает глубины левых и правых поддеревьев узла для определения наименьшего поддерева.

3⃣Функция answer(node) возвращает поддерево, которое содержит все самые глубокие узлы всего дерева, а не только рассматриваемого поддерева.

😎 Решение:

class Solution {
    Map<TreeNode, Integer> depth;
    int maxDepth;

    public TreeNode subtreeWithAllDeepest(TreeNode root) {
        depth = new HashMap<>();
        depth.put(null, -1);
        dfs(root, null);
        maxDepth = depth.values().stream().max(Integer::compare).orElse(-1);
        return answer(root);
    }

    private void dfs(TreeNode node, TreeNode parent) {
        if (node != null) {
            depth.put(node, depth.get(parent) + 1);
            dfs(node.left, node);
            dfs(node.right, node);
        }
    }

    private TreeNode answer(TreeNode node) {
        if (node == null || depth.get(node) == maxDepth) return node;
        TreeNode L = answer(node.left), R = answer(node.right);
        if (L != null && R != null) return node;
        return L != null ? L : R;
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний