算法思想一:递归
解题思路:
根据二叉树镜像的定义,考虑递归遍历(dfs)二叉树,交换每个节点的左 / 右子节点,即可生成二叉树的镜像。
解题步骤:
1、特判:如果pRoot为空,返回空
2、交换左右子树
3、把pRoot的左子树放到Mirror中镜像一下
4、把pRoot的右子树放到Mirror中镜像一下
5、返回根节点root
3、把pRoot的左子树放到Mirror中镜像一下
4、把pRoot的右子树放到Mirror中镜像一下
5、返回根节点root
图解:
代码展示:
Python版本
class Solution: def Mirror(self , pRoot ): # write code here if not pRoot: return pRoot # 左右子树交换 pRoot.left, pRoot.right = pRoot.right, pRoot.left # 递归左右子树 self.Mirror(pRoot.left) self.Mirror(pRoot.right) return pRoot复杂度分析:
时间复杂度O(N):其中 N为二叉树的节点数量,建立二叉树镜像需要遍历树的所有节点,占用 O(N) 时间。
空间复杂度O(N):最差情况下(当二叉树退化为链表),递归时系统需使用O(N) 大小的栈空间
算法思想二:辅助栈/队列
解题思路:
主要是利用栈(或队列)遍历树的所有节点 node ,并交换每个 node 的左 / 右子节点
算法流程:
1、特例处理: 当 pRoot为空时,直接返回 null ;
2、初始化: 栈(或队列),本文用栈stack ,并加入根节点 pRoot。
3、循环交换: 当栈 stack 为空时跳出;
3.1、出栈: 记为 node ;
3.2、添加子节点: 将 node 左和右子节点入栈;
3.3、交换: 交换 node 的左 / 右子节点。
4、返回值: 返回根节点 pRoot 。
图解:
1、特例处理: 当 pRoot为空时,直接返回 null ;
2、初始化: 栈(或队列),本文用栈stack ,并加入根节点 pRoot。
3、循环交换: 当栈 stack 为空时跳出;
3.1、出栈: 记为 node ;
3.2、添加子节点: 将 node 左和右子节点入栈;
3.3、交换: 交换 node 的左 / 右子节点。
4、返回值: 返回根节点 pRoot 。
图解:
代码展示:
JAVA版本
public class Solution { /** * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定,请勿修改,直接返回方法规定的值即可 * * * @param pRoot TreeNode类 * @return TreeNode类 */ public TreeNode Mirror (TreeNode pRoot) { // write code here if(pRoot == null) return null; // 构建辅助栈 Stack<TreeNode> stack = new Stack<>(); // 根节点入栈 stack.add(pRoot); while(!stack.isEmpty()) { // 节点出栈 TreeNode node = stack.pop(); // 根节点的左右子树入栈 if(node.left != null) stack.add(node.left); if(node.right != null) stack.add(node.right); // 左右子树交换 TreeNode tmp = node.left; node.left = node.right; node.right = tmp; } return pRoot; } }
复杂度分析:
时间复杂度O(N):其中 N 为二叉树的节点数量,建立二叉树镜像需要遍历树的所有节点,占用 O(N) 时间。
空间复杂度O(N):如下图所示,最差情况下,栈 stackstack 最多同时存储(N + 1)/ 2 个节点,占用 O(N)额外空间。