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637. 二叉树的层平均值

一、题目描述

给定一个非空二叉树的根节点 root , 以数组的形式返回每一层节点的平均值。与实际答案相差 10-5 以内的答案可以被接受。

二、测试用例

示例 1：

输入：root = [3,9,20,null,null,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]
解释：第 0 层的平均值为 3,第 1 层的平均值为 14.5,第 2 层的平均值为 11 。
因此返回 [3, 14.5, 11] 。

示例 2:

输入：root = [3,9,20,15,7]
输出：[3.00000,14.50000,11.00000]

提示：

树中节点数量在 [1, 10^4] 范围内
-2^31 <= Node.val <= 2^31 - 1

三、解题思路

1. 基本思路：
     没有什么好说的，两种遍历方式与两种求平均值方法，排列组合，有四种解法；
2. 具体思路：
   • 层次遍历：
     • 每层遍历每个元素计算一次平均值。
     • 将队首元素的非空子树压入队尾。
     • 判断当前层是否结束，结束的话初始化下一层所需要的数据。
   • 返回结果。

四、参考代码

时间复杂度：$\mathrm{O}(n)$
空间复杂度：$\mathrm{O}(n)$

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left),
 * right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    vector<double> averageOfLevels(TreeNode* root) {
        vector<double> ans;
        queue<TreeNode*> bfs;
        int cur = 0, next = 0, curmax = 1, i = 0;

        bfs.push(root);
        ans.push_back(0);
        while (bfs.size()) {
            TreeNode* t = bfs.front();
            bfs.pop();
            cur++;
            ans[i] += (t->val - ans[i]) / cur;

            if (t->left) {
                bfs.push(t->left);
                next++;
            }
            if (t->right) {
                bfs.push(t->right);
                next++;
            }

            if (cur == curmax) {
                curmax = next;
                cur = next = 0;
                ans.push_back(0);
                i++;
            }
        }
        ans.pop_back();

        return ans;
    }
};