LeetCode-993. 二叉树的堂兄弟节点_leetcode 993时间复杂度-优快云博客

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本文介绍了一种算法，用于判断二叉树中两个特定节点是否处于同一深度且具有不同的父节点，即是否为堂兄弟节点。通过广度优先搜索(BFS)或深度优先搜索(DFS)，我们可以有效地确定节点的深度和父节点，从而解决这个问题。

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题目

在二叉树中，根节点位于深度 0 处，每个深度为 k 的节点的子节点位于深度 k+1 处。

如果二叉树的两个节点深度相同，但父节点不同，则它们是一对堂兄弟节点。

我们给出了具有唯一值的二叉树的根节点 root，以及树中两个不同节点的值 x 和 y。

只有与值 x 和 y 对应的节点是堂兄弟节点时，才返回 true。否则，返回 false。

示例

示例 1：

在这里插入图片描述

输入：root = [1,2,3,4], x = 4, y = 3
输出：false

示例 2：

在这里插入图片描述

输入：root = [1,2,3,null,4,null,5], x = 5, y = 4
输出：true

示例 3：
在这里插入图片描述

输入：root = [1,2,3,null,4], x = 2, y = 3
输出：false

解题思路：BFS

广度遍历整棵二叉树，每访问完一层结点，进行判断
如果x和y不在同一层，直接返回false
如果在同一层，根据父节点是否相同，返回结果

代码实现

class Solution {
    public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {

        if (root == null) {
            return false;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        TreeNode parentX = null;
        TreeNode parentY = null;
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {

                TreeNode node = queue.poll();
                if (node.left != null) {
                    queue.offer(node.left);
                    if (node.left.val == x) {
                        parentX = node;
                    }
                    if (node.left.val == y) {
                        parentY = node;
                    }
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.offer(node.right);
                    if (node.right.val == x) {
                        parentX = node;
                    }
                    if (node.right.val == y) {
                        parentY = node;
                    }
                }
            }
            //不在同一层，直接返回false
            if ((parentX != null && parentY == null) || (parentX == null && parentY != null)) {
                return false;
            }
            //在同一层，判断是否父节点相同
            if (parentX != null && parentY != null) {
                return parentX != parentY;
            }

        }
        return false;

    }
}

复杂度分析

时间复杂度： $O (n)$
空间复杂度： $O (n)$

解题思路：DFS

深度优先遍历标记每一个节点，
对于每一个节点 node，它的父亲为 parentNode，深度为 depth，我们将其记录到 Hashmap 中：
最后判断两个结点的层数和父节点即可。

代码实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode() {}
 *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
 *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
 *         this.val = val;
 *         this.left = left;
 *         this.right = right;
 *     }
 * }
 */
class Solution {
    Map<Integer, Integer> depth = new HashMap<>();//记录结点所在层数
    Map<Integer, TreeNode> parent = new HashMap();//记录父节点

    public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
        dfs(root, null);
        return (depth.get(x) == depth.get(y) && parent.get(x) != parent.get(y));
    }

    public void dfs(TreeNode node, TreeNode parentNode) {
        if (node != null) {
            depth.put(node.val, parentNode != null ?  depth.get(parentNode.val)+1 : 0);
            parent.put(node.val, parentNode);
            dfs(node.left, node);
            dfs(node.right, node);
        }
    }
}