算法训练营 day15 二叉树 层序遍历 翻转二叉树 对称二叉树
创始人
2024-05-10 15:14:47
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算法训练营 day15 二叉树 层序遍历 翻转二叉树 对称二叉树

层序遍历

102. 二叉树的层序遍历 - 力扣(LeetCode)

给你二叉树的根节点 root ,返回其节点值的 层序遍历 。 (即逐层地,从左到右访问所有节点)。

层序遍历一个二叉树。就是从左到右一层一层的去遍历二叉树。

需要借用一个辅助数据结构即队列来实现,队列先进先出,符合一层一层遍历的逻辑,而用栈先进后出适合模拟深度优先遍历也就是递归的逻辑。

而这种层序遍历方式就是图论中的广度优先遍历,只不过我们应用在二叉树上。

在这里插入图片描述

class Solution {public List> levelOrder(TreeNode root) {List> result = new ArrayList>();Queue que = new LinkedList();TreeNode node;if (root!=null) que.offer(root);while (!que.isEmpty()){int size = que.size();List flag = new ArrayList<>();while (size-->0){node = que.poll();flag.add(node.val);if (node.left!=null)que.offer(node.left);if (node.right!=null)que.offer(node.right);}result.add(flag);}return result;}
}

翻转二叉树

226. 翻转二叉树 - 力扣(LeetCode)

给你一棵二叉树的根节点 root ,翻转这棵二叉树,并返回其根节点。

注意只要把每一个节点的左右孩子翻转一下,就可以达到整体翻转的效果

在这里插入图片描述

递归法

class Solution {public TreeNode invertTree(TreeNode root) {if (root==null) return null;swap(root);invertTree(root.left);invertTree(root.right);return root;}public  void swap(TreeNode root) {TreeNode temp;temp = root.left;root.left = root.right;root.right = temp;}
}

统一迭代法

class Solution {public TreeNode invertTree(TreeNode root) {if (root==null) return null;Stack st = new Stack<>();TreeNode node;if (root!=null) st.push(root);while (!st.isEmpty()){node = st.peek();if (node!=null){st.pop();if (node.right!=null)st.push(node.right);if (node.left!=null)st.push(node.left);st.push(node);st.push(null);}else {st.pop();node = st.pop();swap(node);}}return root;}public static void swap(TreeNode root) {TreeNode temp;temp = root.left;root.left = root.right;root.right = temp;}
}

层序遍历法

class Solution {public TreeNode invertTree(TreeNode root) {if (root == null) return null;Queue que = new LinkedList<>();TreeNode node;if (root != null) que.add(root);while (!que.isEmpty()) {int size = que.size();while (size-- > 0) {node = que.poll();swap(node);if (node.left != null) que.add(node.left);if (node.right != null) que.add(node.right);}}return root;}public static void swap(TreeNode root) {TreeNode temp;temp = root.left;root.left = root.right;root.right = temp;}
}

对称二叉树

101. 对称二叉树 - 力扣(LeetCode)

给你一个二叉树的根节点 root , 检查它是否轴对称。

比较的是两个子树的里侧和外侧的元素是否相等。

在这里插入图片描述

递归法

正是因为要遍历两棵树而且要比较内侧和外侧节点,所以准确的来说是一个树的遍历顺序是左右中,一个树的遍历顺序是右左中。

节点为空的情况有:(注意我们比较的其实不是左孩子和右孩子,所以如下我称之为左节点右节点)

  • 左节点为空,右节点不为空,不对称,return false
  • 左不为空,右为空,不对称 return false
  • 左右都为空,对称,返回true

此时已经排除掉了节点为空的情况,那么剩下的就是左右节点不为空:

  • 左右都不为空,比较节点数值,不相同就return false
class Solution {public boolean isSymmetric(TreeNode root) {return compare(root.left, root.right);}private static boolean compare(TreeNode left, TreeNode right) {if (left==null&&right!=null) return false;else if (left!=null&&right==null) return false;else if (left==null&&right==null) return true;else if (left.val!= right.val) return false;boolean outside = compare(left.left,right.right);boolean inside = compare(left.right,right.left);return outside&&inside;}
}

迭代法

通过队列来判断根节点的左子树和右子树的内侧和外侧是否相等,如动画所示:

在这里插入图片描述

class Solution {public boolean isSymmetric(TreeNode root) {Queue que = new LinkedList<>();que.add(root.left);que.add(root.right);while (!que.isEmpty()){TreeNode leftNode  = que.poll();// 将左子树头结点加入队列TreeNode rightNode  = que.poll();// 将右子树头结点加入队列// 左节点为空、右节点为空,此时说明是对称的if (leftNode == null && rightNode == null) continue;// 左右一个节点不为空,或者都不为空但数值不相同,返回falseif (leftNode==null||rightNode==null||(leftNode.val!= rightNode.val)){return false;}que.add(leftNode.left);que.add(rightNode.right);que.add(leftNode.right);que.add(rightNode.left);}return true;}
}

lse;
}
que.add(leftNode.left);
que.add(rightNode.right);
que.add(leftNode.right);
que.add(rightNode.left);
}
return true;
}
}


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