【力扣】 - 101. 对称二叉树

本文介绍了一种判断二叉树是否对称的方法,通过递归和迭代两种方式实现。递归方法通过比较左右子树节点来判断,而迭代方法使用队列存储节点并进行比较。这两种方法的时间复杂度均为O(N),空间复杂度也为O(N)。

对称二叉树

递归

时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(N) 1. 定义两个指针分别指向左右子树 2. 检查子树是否为空和是否相等 3. 递归至末尾 4. 判断左子树的左边==右子树的右边

java class Solution { public boolean isSymmetric(TreeNode root) { return Symmetric(root,root); } public boolean Symmetric(TreeNode p, TreeNode q){ // 若p,q都为空,则对称,返回true if(p==null && q==null) return true; // 若有一个为空,则不对称,返回false if(p==null || q==null) return false; // 判断 p,q 节点的值是否相等,且 p 的左孩子和 q 的右孩子,p 的右孩子和 q 的左孩子是否对称 return p.val==q.val && Symmetric(p.left,q.right) && Symmetric(p.right,q.left); } }

迭代

时间复杂度:O(N)
空间复杂度:O(N) 1. 采用队列的方式存储节点 2. 两个队列分别比较和存储左右子树的节点 ```java 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 queue = new LinkedList(); //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;
}

} ```

### 力扣(LeetCode)对称二叉树问题的 C++ 实现 以下是基于引用内容以及常见算法设计的一种解决方法,用于判断给定的二叉树是否是对称的。 #### 方法概述 可以通过层次遍历来验证一棵二叉树是否对称。具体来说,可以利用单个队列存储节点并按照特定顺序访问它们。每次从队列中取出两个节点进行比较,确保这两个节点满足镜像关系的要求[^3]。 #### 代码实现 以下是一个完整的 C++ 实现: ```cpp #include <queue> using namespace std; // 定义二叉树结构体 struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; bool isSymmetric(TreeNode* root) { if (!root) return true; // 如果根为空,则认为是对称的 queue<TreeNode*> q; q.push(root->left); q.push(root->right); while (!q.empty()) { TreeNode* L = q.front(); q.pop(); TreeNode* R = q.front(); q.pop(); if (!L && !R) continue; // 左右都为空,继续下一轮 if (!L || !R) return false; // 只有一个为空,不对称 if (L->val != R->val) return false; // 值不相等,不对称 // 按照镜像顺序加入队列 q.push(L->left); q.push(R->right); q.push(L->right); q.push(R->left); } return true; // 所有节点均通过检验 } ``` #### 关键点解析 1. **边界条件处理**:当输入的 `root` 是空时,返回 `true` 表示该情况下的二叉树对称的。 2. **队列操作逻辑**:使用一个队列按顺序交替存储左子树和右子树中的对应节点,并逐一比较这些节点是否具有相同的值。 3. **终止条件**:一旦发现任何一对节点不符合镜像关系,立即返回 `false`;如果整个过程顺利完成而未发现问题,则最终返回 `true`。 此解法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是二叉树中的节点总数,因为每个节点仅被访问一次。空间复杂度取决于使用的队列大小,在最坏情况下可能达到 O(w),w 是树的最大宽度。 ---
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