101. 对称二叉树
难度：简单
题目
给你一个二叉树的根节点 root ， 检查它是否轴对称。
示例 1：
输入：root = [1,2,2,3,4,4,3]
输出：true
示例 2：
输入：root = [1,2,2,null,3,null,3]
输出：false
提示：
- 树中节点数目在范围
[1, 1000]内 -100 <= Node.val <= 100
**进阶：**你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题吗？
个人题解
方法一：递归-深度优先遍历
写了 100 题后再写这题，信手捏来。先判断当前节点是否为空。再判断当前节点的左节点和右节点是否相等。再看左左节点与右右节点，再比较左右节点与右左节点。
/**
* 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 {
public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
if (root == null) {
return true;
}
return process(root.left, root.right);
}
public boolean process(TreeNode left, TreeNode right) {
if (left == null && right == null) {
return true;
}
if (left == null ^ right == null) {
return false;
}
if (left.val != right.val) {
return false;
}
if (!process(left.left, right.right)) {
return false;
}
return process(left.right, right.left);
}
}
官方题解
方法一：递归
如果一个树的左子树与右子树镜像对称，那么这个树是对称的。因此，该问题可以转化为：两个树在什么情况下互为镜像？
如果同时满足下面的条件，两个树互为镜像：
- 它们的两个根结点具有相同的值
- 每个树的右子树都与另一个树的左子树镜像对称
我们可以实现这样一个递归函数，通过「同步移动」两个指针的方法来遍历这棵树，p 指针和 q 指针一开始都指向这棵树的根，随后 p 右移时，q 左移，p 左移时，q 右移。每次检查当前 p 和 q 节点的值是否相等，如果相等再判断左右子树是否对称。
class Solution {
public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
return check(root, root);
}
public boolean check(TreeNode p, TreeNode q) {
if (p == null && q == null) {
return true;
}
if (p == null || q == null) {
return false;
}
return p.val == q.val && check(p.left, q.right) && check(p.right, q.left);
}
}
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(n)
方法二：迭代
「方法一」中我们用递归的方法实现了对称性的判断，那么如何用迭代的方法实现呢？首先我们引入一个队列，这是把递归程序改写成迭代程序的常用方法。初始化时我们把根节点入队两次。每次提取两个结点并比较它们的值（队列中每两个连续的结点应该是相等的，而且它们的子树互为镜像），然后将两个结点的左右子结点按相反的顺序插入队列中。当队列为空时，或者我们检测到树不对称（即从队列中取出两个不相等的连续结点）时，该算法结束。
class Solution {
public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
return check(root, root);
}
public boolean check(TreeNode u, TreeNode v) {
Queue<TreeNode> q = new LinkedList<TreeNode>();
q.offer(u);
q.offer(v);
while (!q.isEmpty()) {
u = q.poll();
v = q.poll();
if (u == null && v == null) {
continue;
}
if ((u == null || v == null) || (u.val != v.val)) {
return false;
}
q.offer(u.left);
q.offer(v.right);
q.offer(u.right);
q.offer(v.left);
}
return true;
}
}
复杂度分析
- 时间复杂度：O(n)
- 空间复杂度：O(n)
作者：力扣官方题解
链接：https://leetcode.cn/problems/symmetric-tree/solutions/268109/dui-cheng-er-cha-shu-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
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