树的子结构问题

本文介绍了一种判断一棵二叉树是否为另一棵二叉树的子结构的方法,包括递归比对和使用KMP算法加二叉树序列化的创新方案。

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输入两棵二叉树A,B,判断B是不是A的子结构。(ps:我们约定空树不是任意一个树的子结构)

package oj;
/*思路:参考剑指offer
1、首先设置标志位result = false,因为一旦匹配成功result就设为true,
剩下的代码不会执行,如果匹配不成功,默认返回false
2、递归思想,如果根节点相同则递归调用DoesTree1HaveTree2(),
如果根节点不相同,则判断tree1的左子树和tree2是否相同,
再判断右子树和tree2是否相同
3、注意null的条件,HasSubTree中,如果两棵树都不为空才进行判断,
DoesTree1HasTree2中,如果Tree2为空,则说明第二棵树遍历完了,即匹配成功,
tree1为空有两种情况(1)如果tree1为空&&tree2不为空说明不匹配,
(2)如果tree1为空,tree2为空,说明匹配。
 
*/
class TreeNode {
    int val = 0;
    TreeNode left = null;
    TreeNode right = null;

    public TreeNode(int val) {
        this.val = val;
    }

}

public class Solution {
    public boolean HasSubtree(TreeNode root1,TreeNode root2) {
        boolean result = false;
        if(root1 != null && root2 != null){
            if(root1.val == root2.val){
                result = DoesTree1HaveTree2(root1,root2);}
                if(!result){result = HasSubtree(root1.left, root2);}
            if(!result){result = HasSubtree(root1.right, root2);}
        }
        return result;
	 }

    public boolean DoesTree1HaveTree2(TreeNode root1,TreeNode root2){
	     if(root1 == null && root2 != null) return false;
	    if(root2 == null) return true;
	 if(root1.val != root2.val) return false;
	    return DoesTree1HaveTree2(root1.left, root2.left) && DoesTree1HaveTree2(root1.right, root2.right);
	}
}

上述是按照剑指offer的思路去解这道题。这种题的另一种问法是这样的:

给定两个二叉树T1和T2,返回T1的某个子树结构是否与T2的结构相等。

某大神给出的解法是使用kmp算法+二叉树序列化的方式。有兴趣的同志可以看一下。我最近也在学习,可以互相交流一下。


public class Code_03_KMP_T1SubtreeEqualsT2 {

	public static class Node {
		public int value;
		public Node left;
		public Node right;

		public Node(int data) {
			this.value = data;
		}
	}

	public static boolean isSubtree(Node t1, Node t2) {
		String t1Str = serialByPre(t1);
		String t2Str = serialByPre(t2);
		return getIndexOf(t1Str, t2Str) != -1;
	}

	public static String serialByPre(Node head) {
		if (head == null) {
			return "#!";
		}
		String res = head.value + "!";
		res += serialByPre(head.left);
		res += serialByPre(head.right);
		return res;
	}

	// KMP
	public static int getIndexOf(String s, String m) {
		if (s == null || m == null || m.length() < 1 || s.length() < m.length()) {
			return -1;
		}
		char[] ss = s.toCharArray();
		char[] ms = m.toCharArray();
		int[] nextArr = getNextArray(ms);
		int index = 0;
		int mi = 0;
		while (index < ss.length && mi < ms.length) {
			if (ss[index] == ms[mi]) {
				index++;
				mi++;
			} else if (nextArr[mi] == -1) {
				index++;
			} else {
				mi = nextArr[mi];
			}
		}
		return mi == ms.length ? index - mi : -1;
	}

	public static int[] getNextArray(char[] ms) {
		if (ms.length == 1) {
			return new int[] { -1 };
		}
		int[] nextArr = new int[ms.length];
		nextArr[0] = -1;
		nextArr[1] = 0;
		int pos = 2;
		int cn = 0;
		while (pos < nextArr.length) {
			if (ms[pos - 1] == ms[cn]) {
				nextArr[pos++] = ++cn;
			} else if (cn > 0) {
				cn = nextArr[cn];
			} else {
				nextArr[pos++] = 0;
			}
		}
		return nextArr;
	}

	public static void main(String[] args) {
		Node t1 = new Node(1);
		t1.left = new Node(2);
		t1.right = new Node(3);
		t1.left.left = new Node(4);
		t1.left.right = new Node(5);
		t1.right.left = new Node(6);
		t1.right.right = new Node(7);
		t1.left.left.right = new Node(8);
		t1.left.right.left = new Node(9);

		Node t2 = new Node(2);
		t2.left = new Node(4);
		t2.left.right = new Node(8);
		t2.right = new Node(5);
		t2.right.left = new Node(9);

		System.out.println(isSubtree(t1, t2));

	}

}

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