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。

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

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。

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：

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;
}
}