力扣日记11.25-【二叉树篇】对称二叉树

力扣日记：【二叉树篇】对称二叉树

日期：2023.11.25
参考：代码随想录、力扣

101. 对称二叉树

题目描述

难度：简单

给你一个二叉树的根节点 root ，检查它是否轴对称。

示例 1：
在这里插入图片描述

输入：root = [1,2,2,3,4,4,3]
输出：true

示例 2：
在这里插入图片描述

输入：root = [1,2,2,null,3,null,3]
输出：false

提示：

树中节点数目在范围 [1, 1000] 内
-100 <= Node.val <= 100

进阶：你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题吗？

题解

/*** Definition for a binary tree node.* struct TreeNode {*     int val;*     TreeNode *left;*     TreeNode *right;*     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}*     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}*     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}* };*/
class Solution {
#define SOLUTION 1
public:
#if SOLUTION == 0bool isSymmetric(TreeNode* root) {/* // 错误的做法// 示例1：前：1234243, 中：3241423, 后：3424321，层：1223443// 示例2：中：12323，层：12233// 层序遍历不行，只能中序遍历// 使用栈，元素先进栈，遇到相同的则弹出// 还是不能用值来判断是否对称....如果树上节点的值都是相等的，那就无法判断了...stack<int> st_check;  // 用来判断// 中序遍历：左中右// 对于中序遍历，访问和处理并不是同步进行的。而是先访问到最底层的左节点，再开始处理（入栈判断）// 使用 cur 指针 先进行访问（遍历）// if (root == NULL) return true;stack<TreeNode*> st;    // 用来遍历TreeNode* cur = root;while (cur != NULL || !st.empty()) {if (cur != NULL) { // 指针访问节点，先遍历到最底层st.push(cur);   // 将cur入栈cur = cur->left;    // 左} else { // 处理cur = st.top();   // 中 (处理：放入result数组)st.pop();if (cur != root) {  // 根节点不入栈判断if (st_check.empty() || st_check.top() != cur->val) st_check.push(cur->val);    // 空或不相等则入栈else st_check.pop();    // 相同则弹出}cur = cur->right;   // 右 (如果右节点不为空，则在下次循环把右节点入栈；否则从栈中弹出顶部节点)}}return st_check.empty(); */}
#elif SOLUTION == 1     // 递归遍历/*思路：判断二叉树是否对称 -> 通过判断二叉树能否左右翻转分别比较外侧与内侧是否相等，即左节点的外侧(左孩子)需与对应右节点的外侧(右孩子)相等，内测同理采用的遍历方式为后序遍历 -> 后序：左右中 -> 在左右子树都判断好是否能左右翻转后，再将信息传递到父节点(中)，中节点作为左孩子或右孩子又继续向上传递*/bool compare(TreeNode* left, TreeNode* right) { // 递归三要素1：参数与返回值：参数为当前层的左节点和对应右节点，返回值为两者的子树能否相互翻转(注意是子树，不包括自身，尽管只有当左和对应右节点相等才有继续比较的必要)// 递归三要素2：终止条件：// 1) 左右都为空：返回trueif (left == NULL && right == NULL)  return true;// 2) 左为空右不为空 或 左不为空右为空：返回falseelse if ((left != NULL && right == NULL) || (left == NULL && right != NULL))    return false;// 3) 左右不为空且左右值不相等else if (left->val != right->val)   return false;// 递归三要素3：处理逻辑：如果左右值相等，则递归向下判断else {                                                  // 由此可见：左右子树均为后序遍历// 外侧：bool outside = compare(left->left, right->right);   // 左子树：左、 右子树：右// 内侧：bool inside = compare(left->right, right->left);    // 左子树：右、 右子树：左// 将外侧内侧的比较结果向上传递(给中节点)bool isSame = outside && inside;                    // 左子树：中、 右子树：中 （逻辑处理）return isSame; // 当外侧和内侧的子节点都分别相等，则当前left和right的子树是可以翻转的}}bool isSymmetric(TreeNode* root) {return compare(root->left, root->right);}#elif SOLUTION == 2 // 迭代法(队列)bool isSymmetric(TreeNode* root) {// 思路：// 遍历：将左侧节点和对应右侧节点成对放入队列；// 处理：再在弹出时成对弹出比较是否相等，相等则继续遍历子节点，否则终止queue<TreeNode*> q;if (root != nullptr) {  // 先把根节点的左右节点放入队列q.push(root->left);q.push(root->right);}while (!q.empty()) {// 成对弹出TreeNode* leftSide = q.front();     q.pop();TreeNode* rightSide = q.front();    q.pop();// 比较if (!leftSide && !rightSide) continue; // 左右都为空(没有子节点，则继续弹出)// 左右有一个为空 或 左右都不为空但不相等，则肯定不对称，返回falseelse if (!leftSide || !rightSide || (leftSide->val != rightSide->val)) return false;// 如果相等，则继续遍历，将子节点入队列q.push(leftSide->left);q.push(rightSide->right); // 注意要成对：左的左 与 右的右q.push(leftSide->right);q.push(rightSide->left);    // 左的右 与 右的左}return true;}
#elif SOLUTION == 3 // 迭代法(栈)bool isSymmetric(TreeNode* root) {// 思路与队列类似，也是成对入栈、成对弹出、成对比较(队列更好理解……)stack<TreeNode*> st;if (root != nullptr) {  // 先把根节点的左右节点放入队列st.push(root->left);st.push(root->right);}while (!st.empty()) {// 成对弹出TreeNode* rightSide = st.top();  st.pop();TreeNode* leftSide = st.top();   st.pop();     // 比较if (!leftSide && !rightSide) continue; // 左右都为空(没有子节点，则继续弹出)// 左右有一个为空 或 左右都不为空但不相等，则肯定不对称，返回falseelse if (!leftSide || !rightSide || (leftSide->val != rightSide->val)) return false;// 如果相等，则继续遍历，将子节点入队列st.push(leftSide->left);st.push(rightSide->right); // 注意要成对：左的左 与 右的右st.push(leftSide->right);st.push(rightSide->left);    // 左的右 与 右的左}return true;}
#endif
};