题目
给定一个二叉树,判断它是否是高度平衡的二叉树。
本题中,一棵高度平衡二叉树定义为:
一个二叉树每个节点 的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1。


解答
解法一:多次遍历 O(n^2)
思路简单。
对于每一个结点都需要遍历一下左右子树,找到左右子树高度,然后判断是否符合平衡二叉树条件。
这导致时间复杂度变成 O(n^2) 。
代码
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {
public boolean isBalanced(TreeNode root) {
if(root == null) return true;
int left = height(root.left);
int right = height(root.right);
return Math.abs(left - right) <= 1 && isBalanced(root.left) && isBalanced(root.right);
}
private int height(TreeNode node) {
if(node == null) return 0;
return Math.max(height(node.left), height(node.right)) + 1;
}
}
结果

解法二:一次遍历 O(n)
在获取高度的时候,顺便判断一下是否满足平衡二叉树的条件。
代码
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {
class Result {
int height;
boolean isBalanced;
Result(int height, boolean isBalanced) {
this.height = height;
this.isBalanced = isBalanced;
}
}
public boolean isBalanced(TreeNode root) {
return helper(root).isBalanced;
}
private Result helper(TreeNode node) {
if(node == null) {
return new Result(0, true);
}
Result left = helper(node.left);
Result right = helper(node.right);
if(!left.isBalanced || !right.isBalanced) return new Result(0, false);
if(Math.abs(left.height - right.height) <= 1) {
return new Result(Math.max(left.height, right.height) + 1, true);
}
return new Result(0, false);
}
}
结果

发现效率提升不大,猜测可能是因为大量 Result 对象的构造导致。可使用全局变量继续优化。
优化代码
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {
boolean res = true;
public boolean isBalanced(TreeNode root) {
helper(root);
return res;
}
private int helper(TreeNode node) {
if(node == null) return 0;
int left = helper(node.left);
int right = helper(node.right);
if(Math.abs(left - right) > 1) {
res = false;
return -2; // 提前结束递归
}
return Math.max(left, right) + 1;
}
}
结果

能否不使用全局变量呢?可以。
最终代码
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {
public boolean isBalanced(TreeNode root) {
return helper(root) >= 0;
}
private int helper(TreeNode node) {
if(node == null) return 0;
int left = helper(node.left);
int right = helper(node.right);
if(left >= 0 && right >= 0 && Math.abs(left - right) <= 1) {
return Math.max(left, right) + 1;
}
return -1; // 表明已经不平衡
}
}
结果

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