3
无重复字符的最长子串
中等高频
146
LRU缓存机制
中等高频
206
反转链表
简单高频
215
数组中的第K个最大元素
中等高频
25
K个一组翻转链表
困难高频
15
三数之和
中等高频
53
最大子数组和
中等高频
912
排序数组
中等高频
21
合并两个有序链表
简单高频
5
最长回文子串
中等高频
200
岛屿数量
中等高频
33
搜索旋转排序数组
中等高频
46
全排列
中等高频
88
合并两个有序数组
简单高频
20
有效的括号
简单高频
121
买卖股票的最佳时机
简单高频
236
二叉树的最近公共祖先
中等高频
92
反转链表 II
中等高频
103
二叉树的锯齿形层序遍历
中等高频
141
环形链表
简单高频
300
最长上升子序列
中等高频
54
螺旋矩阵
中等高频
143
重排链表
中等高频
23
合并K个排序链表
困难高频
415
字符串相加
简单高频
56
合并区间
中等高频
160
相交链表
简单高频
42
接雨水
困难高频
1143
最长公共子序列
中等高频
124
二叉树中的最大路径和
困难高频
93
复原IP地址
中等高频
82
删除排序链表中的重复元素 II
中等中频
19
删除链表的倒数第N个节点
中等中频
142
环形链表 II
中等中频
4
寻找两个正序数组的中位数
困难中频
199
二叉树的右视图
中等中频
102
二叉树的层序遍历
中等中频
165
比较版本号
中等中频
704
二分查找
简单中频
232
用栈实现队列
简单中频
22
括号生成
中等中频
94
二叉树的中序遍历
简单中频
239
滑动窗口最大值
困难中频
69
x 的平方根
简单中频
148
排序链表
中等中频
32
最长有效括号
困难中频
31
下一个排列
中等中频
8
字符串转换整数 (atoi)
中等中频
70
爬楼梯
简单中频
322
零钱兑换
中等中频
43
字符串相乘
中等中频
76
最小覆盖子串
困难中频
41
缺失的第一个正数
困难中频
105
从前序与中序遍历序列构造二叉树
中等中频
78
子集
中等中频
151
翻转字符串里的单词
中等中频
155
最小栈
简单中频
34
在排序数组中查找元素的第一个和最后一个位置
中等中频
394
字符串解码
中等中频
101
对称二叉树
简单中频
39
组合总和
中等中频
470
用 Rand7() 实现 Rand10()
中等低频
64
最小路径和
中等低频
104
二叉树的最大深度
简单低频
110
平衡二叉树
简单低频
144
二叉树的前序遍历
简单低频
48
旋转图像
中等低频
234
回文链表
简单低频
695
岛屿的最大面积
中等低频
122
买卖股票的最佳时机 II
简单低频
240
搜索二维矩阵 II
中等低频
221
最大正方形
中等低频
98
验证二叉搜索树
中等低频
543
二叉树的直径
简单低频
14
最长公共前缀
简单低频
179
最大数
中等低频
113
路径总和 II
中等低频
662
二叉树最大宽度
中等低频
62
不同路径
中等低频
198
打家劫舍
中等低频
152
乘积最大子数组
中等低频
560
和为K的子数组
中等低频
112
路径总和
简单低频
226
翻转二叉树
简单低频
209
长度最小的子数组
中等低频
227
基本计算器 II
中等低频
169
多数元素
简单低频
24
两两交换链表中的节点
中等低频
139
单词拆分
中等低频
283
移动零
简单低频
718
最长重复子数组
中等低频
1
两数之和
简单低频
2
两数相加
中等低频
#124
困难
高频
递归 DFS

二叉树中的最大路径和

这是一道围绕树、二叉树展开的高频练习。建议先掌握「递归 DFS」这套写法,再结合下方步骤讲解理解状态维护、边界处理和复杂度取舍。

二叉树

题目分析

给你一棵二叉树,要求找出一条路径,使路径上节点值之和最大,并返回这个最大和。

这里的路径不要求经过根节点,但路径必须沿着父子关系连接,而且不能重复经过节点。

一句话概括:

每个节点都可能成为一条最大路径的“拐点”,答案要在全树范围内比较。

接下来怎么看推荐代码: 带着这个理解再看推荐代码时,重点观察这条主线:递归计算每个节点向下延伸的最大贡献值,同时用“左贡献 + 节点值 + 右贡献”更新全局最大路径和。

推荐代码

推荐解法:递归 DFS
时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(h)
核心思路: 递归计算每个节点向下延伸的最大贡献值,同时用“左贡献 + 节点值 + 右贡献”更新全局最大路径和。
class Solution {
    private int maxSum = Integer.MIN_VALUE;
    
    public int maxPathSum(TreeNode root) {
        maxGain(root);
        return maxSum;
    }
    
    private int maxGain(TreeNode node) {
        if (node == null) {
            return 0;
        }
        
        // 递归计算左右子树的最大贡献值
        // 只有当贡献值大于0时,才会选择该子树
        int leftGain = Math.max(maxGain(node.left), 0);
        int rightGain = Math.max(maxGain(node.right), 0);
        
        // 计算当前节点的最大路径和
        // 路径是:左子树 -> 当前节点 -> 右子树
        int currentPathSum = node.val + leftGain + rightGain;
        
        // 更新全局最大路径和
        maxSum = Math.max(maxSum, currentPathSum);
        
        // 返回当前节点对父节点的最大贡献值
        // 只能选择左子树或右子树中的一条路径
        return node.val + Math.max(leftGain, rightGain);
    }
}

// 二叉树节点定义
class TreeNode {
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    TreeNode() {}
    TreeNode(int val) { this.val = val; }
    TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
        this.val = val;
        this.left = left;
        this.right = right;
    }
}

结构化讲解

面试时怎么讲

开场思路

这题我会把递归返回值和全局答案分开处理:返回单边贡献,更新完整路径。

核心过程

  1. 递归计算左右子树向上的最大贡献,负值直接舍弃。
  2. 以当前节点为拐点,尝试用左右贡献加当前值更新全局最大路径和。
  3. 然后向父节点返回当前节点能提供的单边最大贡献。
  4. 整棵树遍历完后,全局变量里保存的就是答案。

复杂度总结

时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(h)

面试补一句:这题最重要的区分是:更新答案用双边,返回父节点用单边。

核心思路

最大路径和有两个层面:对父节点来说,只能接一边向上的最大贡献;但对全局答案来说,当前节点可以把左右两边都接起来形成一条完整路径。

步骤讲解

1

先算左右子树向上的最大贡献

递归得到左右子树能向当前节点提供的最大贡献值,负贡献直接当 0。

为什么这样做:负数只会拖累路径和,不如直接舍弃。
对应代码提示:int leftGain = Math.max(dfs(node.left), 0);
2

用当前节点做路径拐点更新全局答案

leftGain + node.val + rightGain 作为经过当前节点的完整路径和,更新全局最大值。

为什么这样做:全局最佳路径可能在当前节点同时连接左右两侧。
对应代码提示:answer = Math.max(answer, leftGain + node.val + rightGain);
3

向上只返回单边最大贡献

给父节点时,只能返回当前节点值加上左右贡献中较大的一边。

为什么这样做:路径向上延伸时不能同时分叉走两边。
对应代码提示:return node.val + Math.max(leftGain, rightGain);

易错点

向父节点返回左右两边总和

这会让路径在向上时出现分叉,违反路径定义。

正确理解:返回值只能是单边贡献,双边和只用于更新全局答案。

没把负贡献截成 0

负路径会拉低总和,影响最优答案。

正确理解:对子树贡献先做 Math.max(gain, 0) 处理。

把根到叶路径和当成答案

本题路径不要求经过根节点,也不要求终点是叶子。

正确理解:全局答案要在每个节点处尝试更新,不局限于根路径。

复杂度与适用判断

时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(h)
比其他方案更好在哪里:比枚举所有路径高效得多,也是树上路径类题的经典 DFS 模板。
适用判断:树题出现“最大路径/最大贡献/经过节点的最优值”时,优先考虑递归返回贡献值。

额外提醒

  • 全局答案和递归返回值的含义不同,必须分开理解。
动画演示仅在桌面端提供,移动端请优先阅读推荐代码与结构化讲解。