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
算法流程:
1、终止条件: 当节点 pRoot 为空时(即越过叶节点),则返回 None;
2、递推工作:
1、终止条件: 当节点 pRoot 为空时(即越过叶节点),则返回 None;
2、递推工作:
开启递归 左子节点 Mirror(pRoot.left),并将返回值作为 left 。
开启递归 右子节点 Mirror(pRoot.right) ,并将返回值作为right。
开启递归 右子节点 Mirror(pRoot.right) ,并将返回值作为right。
交换左右子树节点 pRoot.left, pRoot.right = right, left
3、返回值: 返回当前节点 pRoot
3、返回值: 返回当前节点 pRoot
图解:
二叉树:{1,2,3,4,5,6,7}
步骤 | 递归结点 | 递归结果 |
1 | 1 | left = Mirrpr(2); right = Mirrpr(3) |
2 | 2 | left = Mirrpr(4); right = Mirrpr(5) 结点4、5为叶子结点交换结点为{2,5,4} |
3 | 3 | left = Mirrpr(6); right = Mirrpr(7) 结点6、7为叶子结点交换结点为{3,7,6} |
4 | 交换 以结点2、3的子树{3,7,6,2,5,4} | |
5 | 加上根节点:{1、3,2,7,6,5,4} |
代码展示:
Python版本
class Solution: def Mirror(self , pRoot ): # write code here if not pRoot: return pRoot # 递归获取 pRoot 左右子树的镜像 left = self.Mirror(pRoot.left) right = self.Mirror(pRoot.right) # 重新构建二叉树,交换左右子树 pRoot.left, pRoot.right = right, left 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。
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
解题思路:
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 nullnull ;
2、初始化: 栈(或队列),本文用栈,并加入根节点 pRoot。
3、循环交换: 当栈 stack 为空时跳出;
1、出栈: 记为 node ;
2、添加子节点: 将 node 左和右子节点入栈;
3、交换: 交换 node 的左 / 右子节点。
4、返回值: 返回根节点 pRoot。
图解:
二叉树:{1,2,3,4,5,6,7}
代码展示:
JAVA版本
import java.util.*; /* * public class TreeNode { * int val = 0; * TreeNode left = null; * TreeNode right = null; * public TreeNode(int val) { * this.val = val; * } * } */ 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 // 特殊情况 if(pRoot == null) return null; // 创建辅助栈,并将根节点入栈 Stack<TreeNode> stack = new Stack<>(); stack.add(pRoot); while(!stack.isEmpty()) { // 出栈 TreeNode node = stack.pop(); // 将左右子树入栈 if(node.left != null) stack.add(node.left); if(node.right != null) stack.add(node.right); // 交换左右子树节点,构成镜像 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) : 最差情况下,栈 stack 最多同时存储 (N+1)/2个节点,占用 O(N) 额外空间。
空间复杂度 O(N) : 最差情况下,栈 stack 最多同时存储 (N+1)/2个节点,占用 O(N) 额外空间。