题目的主要信息:
- 给定两棵二叉树的层次遍历序列
- 判断二叉树B是否为A树的子树
- 我们约定空树不是任意一个树的子结构
方法一:两层先序遍历
具体做法:
对A树的每个结点递归先序遍历,寻找是否有这样的子树,而寻找是否有子树的时候也是用递归,但这次是A树与B树同步先序遍历,遍历完一个B树或者有不相等的结点为止。
class Solution {
public:
bool recursion(TreeNode* root1, TreeNode* root2){
if(root1 == NULL && root2 != NULL) //当一个结点存在另一个不存在时
return false;
if(root1 == NULL || root2 == NULL) //两个都为空则返回
return true;
if(root1->val != root2->val)
return false;
return recursion(root1->left, root2->left) && recursion(root1->right, root2->right);
}
bool HasSubtree(TreeNode* pRoot1, TreeNode* pRoot2) {
if(pRoot2 == NULL) //空树
return false;
if(pRoot1 == NULL && pRoot2 != NULL)
return false;
if(pRoot1 == NULL || pRoot2 == NULL)
return true;
bool flag1 = recursion(pRoot1, pRoot2); //递归比较
bool flag2 = HasSubtree(pRoot1->left, pRoot2); //递归树1的每个结点
bool flag3 = HasSubtree(pRoot1->right, pRoot2);
return flag1 || flag2 || flag3;
}
};
复杂度分析:
- 时间复杂度:,和分别表示两棵树的结点数,我们要对每个A树节点进行访问,最坏情况下每次都要比较B树节点的次数
- 空间复杂度:,两个递归栈深度相乘(当树退化成链表时,递归栈最大)
方法二:两层层次遍历
具体做法:
我们也可以用层次遍历来解决。首先对于A树层次遍历每一个结点,遇到一个与B树根节点相同的结点,我们就调用helper函数比较以这个结点为根的树中是否出现了B树的全部结点。因为我们只考虑B树的所有结点是否在A树中全部出现,那我们就以B树为基,再进行一次层次遍历,A树从那个结点开始跟随B树一致进行层次遍历就行了,比较对应的每个点是否相同,或者B树是否有超出A树没有的结点。
层次遍历我们借助队列,根结点入队,然后取值,然后左右结点如果有就入队,每次队列弹出一个结点,知道队列为空,这样刚好是一层一层读取数据。
class Solution {
public:
bool helper(TreeNode* root1, TreeNode* root2){ //层次遍历判断两个树是否相同
queue<TreeNode*> q1, q2;
q1.push(root1);
q2.push(root2);
while(!q2.empty()){ //以树2为基础,树1跟随就可以了
TreeNode* node1 = q1.front();
TreeNode* node2 = q2.front();
q1.pop();
q2.pop();
if(node1 == NULL || node1->val != node2->val) //树1为空或者二者不相等
return false;
if(node2->left){ //树2还有左子树
q1.push(node1->left); //子树入队
q2.push(node2->left);
}
if(node2->right){ //树2还有右子树
q1.push(node1->right); //子树入队
q2.push(node2->right);
}
}
return true;
}
bool HasSubtree(TreeNode* pRoot1, TreeNode* pRoot2) {
if(pRoot1 == NULL || pRoot2 == NULL) //空树
return false;
queue<TreeNode*> q;
q.push(pRoot1);
while(!q.empty()){ //层次遍历树1
TreeNode* node = q.front();
q.pop();
if(node->val == pRoot2->val){ //遇到与树2根相同的结点,以这个结点为根判断后续子树是否相同
if(helper(node, pRoot2))
return true;
}
if(node->left) //左子树入队
q.push(node->left);
if(node->right) //右子树入队
q.push(node->right);
}
return false;
}
};
复杂度分析:
- 时间复杂度:,和分别表示A树和B树的结点数,我们要对每个A树节点进行访问,最坏情况下每次都要比较B树节点的次数
- 空间复杂度:,三个队列的长度最坏都不会超过A树的节点数