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:
        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。
        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
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。

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。