leetcode 101. 对称二叉树

本文探讨了如何检查一个二叉树是否为镜像对称,提供了递归和层次遍历两种方法。通过对比左右子树的节点,实现对称性的有效判断。

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给定一个二叉树,检查它是否是镜像对称的。

例如,二叉树 [1,2,2,3,4,4,3] 是对称的。

    1
   / \
  2   2
 / \ / \
3  4 4  3

但是下面这个 [1,2,2,null,3,null,3] 则不是镜像对称的:

    1
   / \
  2   2
   \   \
   3    3

说明:

如果你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题,会很加分。

层次遍历的方法效率太低,然后我又尝试用递归来判断是否对称
思路:先判断左右子树的根节点是否存在,如果存在先判断它们的值是否相等,相等的话再判断左子树的左节点与右子树的右节点是否相等,以及左子树的右节点与右子树的左节点是否相等,如果全部满足以上条件,则为对称二叉树。

class Solution {
public:
    bool isSymmetric(TreeNode* root) {

        if(!root) return true;//二叉树为空的情况,这里返回true,不是false
        else 
        return judge(root->left,root->right);
    }

    bool judge(TreeNode* left,TreeNode* right){
        if(!left&&!right) return true;
        else if(left&&right&&left->val==right->val&&judge(left->left,right->right)&&judge(left->right,right->left)) return true;
        else return false;
    }
};

对称二叉树的问题可以考虑利用层次遍历,这里可以参考下我另一篇博客:leetcode 102.二叉树的层次遍历
先从左到右遍历一遍,同时从右到左再遍历一遍,比较遍历的结果是否相等;注意为NULL的节点这里采取了加入一个值为233的节点的方法。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
//原解法:
/*class Solution {
public:
    bool isSymmetric(TreeNode* root) {
        queue <TreeNode*> que;
        queue <TreeNode*> que_right;//按照从右到左的顺序层次遍历
        TreeNode* node=new TreeNode(233);//遇到空节点,用值为233的节点代替,
                                        //本来用-1和-99,结果测试用例里面有,真是丧心病狂
        if(!root) return true;//二叉树为空的情况,这里返回true,不是false
        que.push(root);
        que_right.push(root);
        while(!que.empty()){
            int num=que.size();//储存当前层次节点个数

            TreeNode* tmp;
            TreeNode* tmp_right;
            while(num--){
                tmp=que.front();//按先进先出的顺序依次读取队列中的节点
                tmp_right=que_right.front();

                if(tmp->val!=tmp_right->val) return false;
                que.pop();//删除queue的第一个元素
                que_right.pop();

                if(tmp->left!=NULL) que.push(tmp->left);//按顺序储存当前层次各个节点的子节点
                else {if(tmp->val!=233)que.push(node);}
                if(tmp->right!=NULL) que.push(tmp->right);
                else {if(tmp->val!=233)que.push(node);}
                //按从右边开始的顺序储存当前层次各个节点的子节点
                if(tmp_right->right!=NULL) que_right.push(tmp_right->right);
                else {if(tmp->val!=233)que_right.push(node);}
                if(tmp_right->left!=NULL) que_right.push(tmp_right->left);
                else {if(tmp->val!=233)que_right.push(node);}
            }


        }
        return true;
    }
};*/
### LeetCode 101 对称二叉树 C语言实现 #### 递归方法 为了判断一棵二叉树是否为对称结构,可以采用递归的方法来比较两棵子树。具体来说,要验证整棵树是否对称,则需确认其左子树与右子树互为镜像。 对于任意节点而言,只有当该节点的左右孩子均为空或两者皆不为空且值相等时才满足条件;接着再分别对比当前节点左侧孩子的左子树同右侧孩子的右子树以及左侧孩子的右子树同右侧孩子的左子树之间的关系即可[^4]。 下面是具体的C语言代码: ```c /** * Definition for a binary tree node. * struct TreeNode { * int val; * struct TreeNode *left; * struct TreeNode *right; * }; */ bool isMirror(struct TreeNode* t1, struct TreeNode* t2){ if (t1 == NULL && t2 == NULL) return true; // 如果两个都是NULL则返回true if (t1 == NULL || t2 == NULL) return false; // 只有一个是NULL则不对称 // 值相同的情况下继续检查各自的左右分支是否也构成镜子映射的关系 return (t1->val == t2->val) && isMirror(t1->right, t2->left) && isMirror(t1->left, t2->right); } bool isSymmetric(struct TreeNode* root){ return isMirror(root, root); // 调用辅助函数isMirror来进行实际运算 } ``` 此段程序通过定义了一个名为`isMirror()`的帮助函数用于检测给定的一对节点`t1`和`t2`所代表的子树之间是否存在镜面对应关系,并最终利用它完成整个过程中的核心逻辑处理工作[^5]。 #### 迭代方法 除了上述提到的基于栈帧调用来解决问题的方式外,还可以借助队列这种数据结构以迭代的形式达成同样的目的——即每次取出一对待考察的对象并将其对应的四个方向上的邻接点依次入队等待后续进一步检验直至遍历完毕为止[^1]。 以下是使用广度优先搜索(BFS)策略下的另一种可能解决方案: ```c #include <stdbool.h> #include <stdlib.h> typedef struct QueueNode{ struct TreeNode *data; struct QueueNode *next; }QueueNode; // 初始化队列操作... void initQueue(QueueNode **front, QueueNode **rear); // 入队操作... void enqueue(QueueNode **front, QueueNode **rear, struct TreeNode *item); // 出队操作... struct TreeNode* dequeue(QueueNode **front, QueueNode **rear); bool check(struct TreeNode *u, struct TreeNode *v){ QueueNode *q_front = NULL,* q_rear = NULL; initQueue(&q_front,&q_rear); enqueue(&q_front,&q_rear,u); enqueue(&q_front,&q_rear,v); while(q_front != NULL){ u = dequeue(&q_front,&q_rear); v = dequeue(&q_front,&q_rear); if(!u && !v) continue; if((!u||!v)||(u->val!=v->val)) return false; enqueue(&q_front,&q_rear,u->left); enqueue(&q_front,&q_rear,v->right); enqueue(&q_front,&q_rear,u->right); enqueue(&q_front,&q_rear,v->left); } return true; } bool isSymmetric(struct TreeNode* root){ return check(root,root); } ``` 这段代码实现了非递归版的算法流程,在这里引入了额外的数据容器(如链表形式表示的队列),以便于按照层次顺序逐层访问各个顶点及其关联边的信息从而达到预期效果。
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