C语言解决LeetCode第113题：路径总和II详解

1. C语言介绍： C语言是一种广泛使用的计算机编程语言，它以其高效率和强大的操作能力而闻名。C语言是由Dennis Ritchie于1972年在贝尔实验室开发的。它被用来开发操作系统、嵌入式系统、系统软件、应用软件等。C语言是结构化编程语言，支持模块化编程、数组、指针等复杂的编程概念。 2. LeetCode平台简介： LeetCode是一个提供在线编程练习和面试准备的平台，旨在帮助开发者提高编程技能并准备技术面试。LeetCode上包含多种类型的题目，从简单的基础算法到复杂的系统设计，覆盖了大部分主流编程语言，如C、C++、Java、Python等。 3. 路径总和II题解概述： 题目编号113的"路径总和II"是LeetCode上的一个中等难度的树形结构问题。问题要求找出所有从根节点到叶节点的路径，使得这些路径上所有节点的值之和等于给定的数值targetSum。每个节点的值都是非负整数。题目考察了候选者对二叉树的遍历算法的掌握，特别是深度优先搜索（DFS）。 4. 二叉树与深度优先搜索（DFS）： 在解决路径总和II问题时，二叉树的概念是核心。二叉树是一种特殊的树形数据结构，其中每个节点最多有两个子节点，通常称作左子节点和右子节点。深度优先搜索是一种用于遍历或搜索树或图的算法。在二叉树的上下文中，深度优先搜索通常是指前序遍历（访问根节点，然后是左子树，最后是右子树）或后序遍历（访问左子树，然后是右子树，最后是根节点）。 5. C语言解决路径总和II的方法： 使用C语言解决路径总和II问题通常会采用递归的方式实现深度优先搜索算法。在C语言中，你需要定义二叉树节点的结构体，实现递归函数来遍历树并跟踪当前路径和累积的和。在遍历过程中，一旦到达叶节点，就需要检查当前路径上的节点值之和是否等于给定的targetSum。 6. 二叉树节点的定义： 在C语言中，二叉树节点通常会定义为一个结构体，如下所示： ```c struct TreeNode { int val; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; }; ``` 其中`val`是存储于节点中的值，`left`和`right`是指向左右子节点的指针。 7. 深度优先搜索的递归函数： 在C语言中实现深度优先搜索的递归函数可能如下所示： ```c void dfs(struct TreeNode* root, int targetSum, int currentSum, int currentPathLen, int* currentPath, int** result, int* returnSize) { if (root == NULL) return; currentSum += root->val; currentPath[currentPathLen] = root->val; if (root->left == NULL && root->right == NULL) { if (currentSum == targetSum) { result[(*returnSize)++] = malloc(sizeof(int) * (currentPathLen + 1)); memcpy(result[(*returnSize) - 1], currentPath, sizeof(int) * (currentPathLen + 1)); } return; } dfs(root->left, targetSum, currentSum, currentPathLen + 1, currentPath, result, returnSize); dfs(root->right, targetSum, currentSum, currentPathLen + 1, currentPath, result, returnSize); } ``` 这个函数需要传入当前节点、目标和、当前和、当前路径长度、当前路径数组、结果数组和结果数组的大小。函数会递归地探索左右子树，并在找到符合条件的路径时将其添加到结果数组中。 8. 调用深度优先搜索函数： 在主函数中，你需要初始化结果数组，设置初始路径和初始路径长度，并调用深度优先搜索函数： ```c int** pathSum(struct TreeNode* root, int targetSum, int* returnSize, int** returnColumnSizes) { int** result = malloc(sizeof(int*) * 100); // 假设最多有100条路径 *returnColumnSizes = malloc(sizeof(int) * 100); *returnSize = 0; int currentPath[100]; // 假设路径的最大长度为100 dfs(root, targetSum, 0, 0, currentPath, result, returnSize); return result; } ``` 请注意，实际代码中的数组大小应该根据实际问题的约束来确定，上述代码中的数组大小仅为示例。 9. 总结： 通过这个题解，我们可以看到C语言在解决复杂算法问题时的强大能力，尤其是通过递归实现的深度优先搜索算法。这不仅考验了对C语言的掌握程度，也考验了对数据结构特别是二叉树的理解。熟练掌握树形结构的遍历算法对于提高编程能力至关重要，尤其是在准备技术面试时。