剑指 Offer(第2版)面试题 26:树的子结构
剑指 Offer(第2版)面试题 26:树的子结构
题目来源:37. 树的子结构
解法1:递归
代码分为两个部分:
- 遍历树 A 中的所有非空节点 node;
- 判断树 A 中以 node 为根节点的子树是不是包含和树 B 一样的结构,且我们从根节点开始匹配;
对于第一部分,我们直接递归遍历树 A 即可,遇到非空节点后,就进行第二部分的判断。
对于第二部分,我们同时从根节点开始遍历两棵子树:
- 如果树 B 中的节点为空,则表示当前分支是匹配的,返回 true;
- 如果树 A 中的节点为空,但树 B 中的节点不为空,则说明不匹配,返回 false;
- 如果两个节点都不为空,但数值不同,则说明不匹配,返回 false;
- 否则说明当前这个点是匹配的,然后递归判断左子树和右子树是否分别匹配即可。
代码:
/**
* Definition for a binary tree node.
* struct TreeNode {
* int val;
* TreeNode *left;
* TreeNode *right;
* TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
* };
*/
class Solution
{
public:
bool hasSubtree(TreeNode *pRoot1, TreeNode *pRoot2)
{
if (pRoot1 == nullptr || pRoot2 == nullptr)
return false;
bool result = false;
if (pRoot1)
{
if (equal(pRoot1->val, pRoot2->val))
result = compare(pRoot1, pRoot2);
if (result == false)
result = hasSubtree(pRoot1->left, pRoot2) || hasSubtree(pRoot1->right, pRoot2);
}
return result;
}
// 辅函数 - 从 pRoot1 和 pRoot2 开始比较两个子树
bool compare(TreeNode *pRoot1, TreeNode *pRoot2)
{
if (pRoot2 == nullptr)
return true;
if (pRoot1 == nullptr)
return false;
if (equal(pRoot1->val, pRoot2->val) == false)
return false;
return compare(pRoot1->left, pRoot2->left) && compare(pRoot1->right, pRoot2->right);
}
// 辅函数 - 判断两个 int 值是否相等
bool equal(int x, int y)
{
return x == y;
}
};
注意,书上的节点值为 double 类型。在判断两个节点值是否相等时,不能直接写 pRoot1->val == pRoot2->val,这是因为计算机表示小数(float 和 double)时都存在误差。
按书上的树结构,需要将 compare 函数稍作修改:
bool equal(double x, double y)
{
if (x - y > -0.000000001 && x - y < 0.000000001)
return true;
else
return false;
}
复杂度分析:
时间复杂度:O(m*n),其中 m 是树 A 中的节点数,n 是树 B 中的节点数。
空间复杂度:O(max(dA, dB)),其中 dA 是树 A 的深度,dB 是树 B 的深度。任意时刻栈空间的最大使用代价是 O(max(dA, dB))。
解法2:深度优先搜索序列上做串匹配
这个方法需要我们先了解一个「小套路」:一棵子树上的点在深度优先搜索序列(即先序遍历)中是连续的。了解了这个「小套路」之后,我们可以确定解决这个问题的方向就是:把 A 和 B 先转换成深度优先搜索序列,然后看 B 的深度优先搜索序列是否是 A 的深度优先搜索序列的「子串」。