对称的二叉树 java实现

本文介绍了一种判断二叉树是否对称的有效方法。通过对二叉树的左右子树进行递归比较,检查它们是否互为镜像。文章详细解释了递归函数的实现细节,并提供了一个简洁的Java代码示例。

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题目描述:

请实现一个函数,用来判断一棵二叉树是不是对称的,如果一棵二叉树和他的镜像是一样的,那么它是对称的;

解题思路:首先 理解镜像的概念,进行就是一棵二叉树左右节点反转过后形成的二叉树和原来的二叉树是一样的。这道题目中判断条件是使用和元二叉树的镜像相同,那么最low的方法是对原二叉树进行重构,重构后的二叉树和原二叉树进行比较,相同即是对称,不同就是不对称喽。那么这种方法需要额外空间的,我觉得不是很好。下面来说说我的想法:其实判断镜像的过程可以简化成这样:看下面的图,原来的二叉树是左边的图,其镜像二叉树就是右边的图,可以看出就是对左右两个字数进行的翻转,那么判断一棵二叉树是否对称就变成了,将原二叉树用两个变量引用,比如说root1,root2,先判断这两棵树的根节点是否相同,不相同肯定不是对称的,相同的话继续比较,root1的左子树和root2的右子树以及root1的右子树和root2的左子树,具体代码如下:



public class Solution {
    boolean isSymmetrical(TreeNode pRoot)
    {
        return getResult(pRoot,pRoot);
    }
    boolean getResult(TreeNode pRoot,TreeNode Root) {
        if (pRoot == null && Root == null) return true;
        if (pRoot == null || Root == null) return false;
        if(pRoot.val != Root.val) {
            return false;
        }
        return (getResult(pRoot.left,Root.right)&&getResult(pRoot.right,Root.left));
    }
}


<think>好的,我现在需要帮助用户找到用Java实现对称二叉树迭代解法。首先,我应该回顾一下对称二叉树的定义,即一个二叉树和它的镜像相同。也就是说,每个节点的左子树和右子树都是对称的。 用户已经提到递归解法,现在需要迭代方法。根据引用[2]和引用[4],迭代法通常使用队列或队列来辅助。引用[2]提到用队列,每次取出两个节点比较,然后将它们的子节点按相反顺序入队。引用[4]提到可能需要处理非满二叉树的情况,用特定值填充空节点,但可能在Java中不需要,可以用null表示。 我需要确保迭代解法正确处理对称性。步骤应该是初始化队列,加入根节点的左右子节点,然后循环取出两个节点比较值,如果不同则返回false。接着,将左节点的左子节点和右节点的右子节点入队,再将左节点的右子节点和右节点的左子节点入队。注意处理null的情况,如果其中一个为null而另一个不是,直接返回false。 现在需要编写Java代码。使用队列的话,可以选择LinkedList作为队列的实现。每次循环取出两个节点比较。注意,入队的顺序需要对应镜像的位置。例如,左节点的左和右节点的右,左节点的右和右节点的左。 可能的问题点:如何处理空节点?比如,当左子节点为null时,右子节点的对应位置是否也为null。在代码中需要检查两者是否为null,或者是否同时不为null但值相等。 测试用例需要考虑各种情况,比如对称的树、不对称的树、单节点树等。 根据这些思路,现在可以组织代码结构,并确保符合Java语法。</think>### Java实现对称二叉树的迭代解法 对称二叉树的迭代解法可以通过队列(BFS)实现,核心思路是逐层比较镜像位置的节点。具体实现步骤如下: 1. **初始化队列**:将根节点的左右子节点同时入队 2. **循环处理队列**:每次取出两个节点比较值,并检查结构对称性 3. **子节点入队**:按镜像顺序将左节点的左子节点与右节点的右子节点配对入队,再将左节点的右子节点与右节点的左子节点配对入队 ```java import java.util.LinkedList; import java.util.Queue; public class Solution { public boolean isSymmetric(TreeNode root) { if (root == null) return true; Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>(); queue.offer(root.left); queue.offer(root.right); while (!queue.isEmpty()) { TreeNode leftNode = queue.poll(); TreeNode rightNode = queue.poll(); // 两个节点均为空时继续循环 if (leftNode == null && rightNode == null) continue; // 结构不对称直接返回false if (leftNode == null || rightNode == null) return false; // 值不相等时返回false if (leftNode.val != rightNode.val) return false; // 按镜像顺序入队子节点 queue.offer(leftNode.left); queue.offer(rightNode.right); queue.offer(leftNode.right); queue.offer(rightNode.left); } return true; } } ``` #### 代码解析 - **队列初始化**:根节点的左右子节点同时入队,为后续比较建立基础[^2] - **循环处理**:每次取两个节点比较值和结构,确保镜像对称性 - **子节点入队规则**:左节点的左子节点对应右节点的右子节点,左节点的右子节点对应右节点的左子节点[^4] - **终止条件**:队列处理完毕未发现不对称则为true,任意一次比较失败立即返回false #### 复杂度分析 - 时间复杂度:$O(n)$,每个节点恰好访问一次 - 空间复杂度:$O(n)$,最坏情况队列需要存储所有叶子节点 ### 相关问题 1. **如何用递归实现对称二叉树判断?** 递归法通过比较左右子树的镜像关系实现,详见引用[^3] 2. **迭代法中为什么选择队列而不是栈?** 队列实现广度优先遍历更直观,栈也可实现但需调整节点处理顺序 3. **如何处理非完全二叉树的情况?** 迭代法中空节点用`null`占位,结构不对称时直接返回false[^4]
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