题目
给定两个二叉树,想象当你将它们中的一个覆盖到另一个上时,两个二叉树的一些节点便会重叠。
你需要将他们合并为一个新的二叉树。合并的规则是如果两个节点重叠,那么将他们的值相加作为节点合并后的新值,否则不为 NULL 的节点将直接作为新二叉树的节点。
示例 1:
注意: 合并必须从两个树的根节点开始。
思路
相信这道题目很多人疑惑的点是如何同时遍历两个二叉树呢?
其实和遍历一个树逻辑是一样的,只不过传入两个树的节点,同时操作。
同样是递归和迭代两种思路
递归
二叉树使用递归,就要想使用前中后哪种遍历方式?
本题使用哪种遍历都是可以的!
我们下面以前序遍历为例。
动画如下:
那么我们来按照递归三部曲来解决:
1、确定递归函数的参数和返回值:
首先要合入两个二叉树,那么参数至少是要传入两个二叉树的根节点,返回值就是合并之后二叉树的根节点。
TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
2、确定终止条件:
因为是传入了两个树,那么就有两个树遍历的节点t1 和 t2,如果t1 == NULL 了,两个树合并就应该是 t2 了(如果t2也为NULL也无所谓,合并之后就是NULL)。
反过来如果t2 == NULL,那么两个数合并就是t1(如果t1也为NULL也无所谓,合并之后就是NULL)。
if (t1 == NULL) return t2; // 如果t1为空,合并之后就应该是t2
if (t2 == NULL) return t1; // 如果t2为空,合并之后就应该是t1
3、确定单层递归的逻辑:
单层递归的逻辑就比较好写了,这里我们重复利用一下t1这个树,t1就是合并之后树的根节点(就是修改了原来树的结构)。
那么单层递归中,就要把两棵树的元素加到一起。
t1->val += t2->val;
接下来t1 的左子树是:合并 t1左子树 t2左子树之后的左子树。
t1 的右子树:是 合并 t1右子树 t2右子树之后的右子树。
最终t1就是合并之后的根节点。
代码如下:
t1->left = mergeTrees(t1->left, t2->left);
t1->right = mergeTrees(t1->right, t2->right);
return t1;
此时前序遍历,完整代码就写出来了,如下:
class Solution {
public:
TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
if (t1 == NULL) return t2; // 如果t1为空,合并之后就应该是t2
if (t2 == NULL) return t1; // 如果t2为空,合并之后就应该是t1
// 修改了t1的数值和结构
t1->val += t2->val; // 中
t1->left = mergeTrees(t1->left, t2->left); // 左
t1->right = mergeTrees(t1->right, t2->right); // 右
return t1;
}
};
那么中序遍历也是可以的,代码如下:
class Solution {
public:
TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
if (t1 == NULL) return t2; // 如果t1为空,合并之后就应该是t2
if (t2 == NULL) return t1; // 如果t2为空,合并之后就应该是t1
// 修改了t1的数值和结构
t1->left = mergeTrees(t1->left, t2->left); // 左
t1->val += t2->val; // 中
t1->right = mergeTrees(t1->right, t2->right); // 右
return t1;
}
};
后序遍历依然可以,代码如下:
class Solution {
public:
TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
if (t1 == NULL) return t2; // 如果t1为空,合并之后就应该是t2
if (t2 == NULL) return t1; // 如果t2为空,合并之后就应该是t1
// 修改了t1的数值和结构
t1->left = mergeTrees(t1->left, t2->left); // 左
t1->right = mergeTrees(t1->right, t2->right); // 右
t1->val += t2->val; // 中
return t1;
}
};
但是前序遍历是最好理解的,我建议大家用前序遍历来做就OK。
如上的方法修改了t1的结构,当然也可以不修改t1和t2的结构,重新定义一个树。
不修改输入树的结构,前序遍历,代码如下:
class Solution {
public:
TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
if (t1 == NULL) return t2;
if (t2 == NULL) return t1;
// 重新定义新的节点,不修改原有两个树的结构
TreeNode* root = new TreeNode(0);
root->val = t1->val + t2->val;
root->left = mergeTrees(t1->left, t2->left);
root->right = mergeTrees(t1->right, t2->right);
return root;
}
};
迭代法
使用迭代法,如何同时处理两棵树呢?
思路我们在对称二叉树中的迭代法已经讲过一次了,求二叉树对称的时候就是把两个树的节点同时加入队列进行比较。
本题我们也使用队列,模拟的层序遍历,代码如下:
class Solution {
public:
TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
if (t1 == NULL) return t2;
if (t2 == NULL) return t1;
queue<TreeNode*> que;
que.push(t1);
que.push(t2);
while(!que.empty()) {
TreeNode* node1 = que.front(); que.pop();
TreeNode* node2 = que.front(); que.pop();
// 此时两个节点一定不为空,val相加
node1->val += node2->val;
// 如果两棵树左节点都不为空,加入队列
if (node1->left != NULL && node2->left != NULL) {
que.push(node1->left);
que.push(node2->left);
}
// 如果两棵树右节点都不为空,加入队列
if (node1->right != NULL && node2->right != NULL) {
que.push(node1->right);
que.push(node2->right);
}
// 当t1的左节点 为空 t2左节点不为空,就赋值过去
if (node1->left == NULL && node2->left != NULL) {
node1->left = node2->left;
}
// 当t1的右节点 为空 t2右节点不为空,就赋值过去
if (node1->right == NULL && node2->right != NULL) {
node1->right = node2->right;
}
}
return t1;
}
};
原文中作者还拓展了一种单纯用指针的方式,大家可以参考学习。
如下代码中,想要更改二叉树的值,应该传入指向指针的指针。
代码如下:(前序遍历)
class Solution {
public:
void process(TreeNode** t1, TreeNode** t2) {
if ((*t1) == NULL && (*t2) == NULL) return;
if ((*t1) != NULL && (*t2) != NULL) {
(*t1)->val += (*t2)->val;
}
if ((*t1) == NULL && (*t2) != NULL) {
*t1 = *t2;
return;
}
if ((*t1) != NULL && (*t2) == NULL) {
return;
}
process(&((*t1)->left), &((*t2)->left));
process(&((*t1)->right), &((*t2)->right));
}
TreeNode* mergeTrees(TreeNode* t1, TreeNode* t2) {
process(&t1, &t2);
return t1;
}
};