力扣-101 对称二叉树

本文探讨了如何通过递归遍历判断一棵二叉树是否对称。作者首先尝试了根-左-右和根-右-左的遍历方式,然后改进为将空节点考虑进去,解决了原有方法的漏洞。此外,还介绍了一种使用前序遍历的方法,比较两棵树的左右子树对称性。这两种解决方案都有效地解决了对称二叉树的识别问题。

一开始打算利用递归遍历(根->左->右)和(根->右->左)结果是否相同来判断一颗二叉树是否是对称二叉树,但是一直存在漏洞;之后尝试结合三种遍历中的两种来做,发现仍然有漏洞。
最后想到的办法是将空节点也加入到结果列表中,成功解决。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def isSymmetric(self, root: TreeNode) -> bool:
        # 根左遍历,根右遍历,判断是否相同
        if root == None:
            return True
        po_left = []
        po_right = []
       
        def PostOrder_left(root):
            if root == None:
                po_left.append(None)
                return 
            po_left.append(root.val)
            PostOrder_left(root.left)
            PostOrder_left(root.right)

        def PostOrder_right(root):
            if root == None:
                po_right.append(None)
                return 
            po_right.append(root.val)
            PostOrder_right(root.right)
            PostOrder_right(root.left)
        
        PostOrder_left(root)
        PostOrder_right(root)
        # print(po_left)
        # print(po_right)
        return po_left == po_right

第二种解法参考了力扣的画解算法101,同时输入两棵树A和B,判断A的左、右子树和B的右、左子树是否对称。

class Solution:
    def isSymmetric(self, root: TreeNode) -> bool:
        # 前序遍历两颗树
        def two_tree(t1, t2):
            # print('111')
            if t1 == None and t2 == None:
                return True
            elif not t1 or not t2:
                return False
            else:
                if t1.val == t2.val:
                    r1 = two_tree(t1.left, t2.right)
                    r2 = two_tree(t1.right, t2.left)
                    return r1 and r2
                else:
                    return False
        return two_tree(root, root)
### 力扣(LeetCode)对称二叉树的 C++ 实现 以下是基于引用内容以及常见算法设计的一种解决方法,用于判断给定的二叉树是否是对称的。 #### 方法概述 可以通过层次遍历来验证一棵二叉树是否对称。具体来说,可以利用单个队列存储节点并按照特定顺序访问它们。每次从队列中取出两个节点进行比较,确保这两个节点满足镜像关系的要求[^3]。 #### 代码实现 以下是一个完整的 C++ 实现: ```cpp #include <queue> using namespace std; // 定义二叉树结构体 struct TreeNode { int val; TreeNode* left; TreeNode* right; TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {} }; bool isSymmetric(TreeNode* root) { if (!root) return true; // 如果根为空,则认为是对称的 queue<TreeNode*> q; q.push(root->left); q.push(root->right); while (!q.empty()) { TreeNode* L = q.front(); q.pop(); TreeNode* R = q.front(); q.pop(); if (!L && !R) continue; // 左右都为空,继续下一轮 if (!L || !R) return false; // 只有一个为空,不对称 if (L->val != R->val) return false; // 值不相等,不对称 // 按照镜像顺序加入队列 q.push(L->left); q.push(R->right); q.push(L->right); q.push(R->left); } return true; // 所有节点均通过检验 } ``` #### 关键点解析 1. **边界条件处理**:当输入的 `root` 是空时,返回 `true` 表示该情况下的二叉树对称的。 2. **队列操作逻辑**:使用一个队列按顺序交替存储左子树和右子树中的对应节点,并逐一比较这些节点是否具有相同的值。 3. **终止条件**:一旦发现任何一对节点不符合镜像关系,立即返回 `false`;如果整个过程顺利完成而未发现问,则最终返回 `true`。 此解法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是二叉树中的节点总数,因为每个节点仅被访问一次。空间复杂度取决于使用的队列大小,在最坏情况下可能达到 O(w),w 是树的最大宽度。 ---
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