今天是 8 月日更的第三天,今天带来的题目是对称二叉树的解法,正文如下 。
题目:
给定一个二叉树,检查它是否是镜像对称的。
Example:
思路分析:
如果一个树的左子树与右子树镜像对称,那么这个树是对称的。
那么俩个树在什么情况下互为镜像呢!
我们可以定义满足以下俩种条件的树,互为镜像:
它们的根节点具有相同的值
每个树的右子树都与另一个树的左子树镜像对称
首先,我们想到的就是用递归的方式来解决。
我们将根节点的左子树记做 left,右子树记做 right。通过同步移动两个指针的方法来遍历这棵树,比较 left 是否等于 right,不等的话直接返回就可以了。如果相当,比较 left 的左节点和 right 的右节点,再比较 left 的右节点和 right 的左节点。
递归实现:
/**
* Definition for a binary tree node.
* public 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;
* }
* }
*/
class Solution {
public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
//调用递归函数,比较左节点,右节点
return isSame(root, root);
}
public boolean isSame(TreeNode p, TreeNode q) {
//递归的终止条件是两个节点都为空
if (p == null && q == null) {
return true;
}
//或者两个节点中有一个为空
if (p == null || q == null) {
return false;
}
//两个节点的值相等
//再递归的比较 左节点的左孩子 和 右节点的右孩子
//以及比较 左节点的右孩子 和 右节点的左孩子
return p.val == q.val && isSame(p.left, q.right) && isSame(p.right, q.left);
}
}
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除了使用递归的方式,我们还可以采用迭代的方式来实现对称二叉树。
回想下递归的实现:
当两个子树的根节点相等时,就比较左子树的 left 和 右子树的 right,这个比较是用递归实现的。
现在我们改用队列来实现,思路如下:
首先从队列中拿出两个节点(left 和 right)比较
将 left 的 left 节点和 right 的 right 节点放入队列
将 left 的 right 节点和 right 的 left 节点放入队列
迭代实现
class Solution {
public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
if(root==null || (root.left==null && root.right==null)) {
return true;
}
//用队列保存节点
LinkedList<TreeNode> queue = new LinkedList<TreeNode>();
//将根节点的左右孩子放到队列中
queue.add(root.left);
queue.add(root.right);
while(queue.size()>0) {
//从队列中取出两个节点,再比较这两个节点
TreeNode left = queue.removeFirst();
TreeNode right = queue.removeFirst();
//如果两个节点都为空就继续循环,两者有一个为空就返回false
if(left==null && right==null) {
continue;
}
if(left==null || right==null) {
return false;
}
if(left.val!=right.val) {
return false;
}
//将左节点的左孩子, 右节点的右孩子放入队列
queue.add(left.left);
queue.add(right.right);
//将左节点的右孩子,右节点的左孩子放入队列
queue.add(left.right);
queue.add(right.left);
}
return true;
}
}
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最后
复杂度分析
递归解法:假设树上一共 n 个节点。
时间复杂度:这里遍历了这棵树,渐进时间复杂度为 O(n)。空间复杂度:这里的空间复杂度和递归使用的栈空间有关,这里递归层数不超过 nn,故渐进空间复杂度为 O(n)。
迭代解法:
时间复杂度:O(n)。空间复杂度:这里需要用一个队列来维护节点,每个节点最多进队一次,出队一次,队列中最多不会超过 n 个点,故渐进空间复杂度为 O(n)。
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