力扣100 相同的数(两种解法)

给你两棵二叉树的根节点 p 和 q ,编写一个函数来检验这两棵树是否相同。

如果两个树在结构上相同,并且节点具有相同的值,则认为它们是相同的。 示例 1:

在这里插入图片描述

输入:p = [1,2,3], q = [1,2,3] 输出:true 示例 2:
在这里插入图片描述

输入:p = [1,2], q = [1,null,2] 输出:false 示例 3:
在这里插入图片描述

输入:p = [1,2,1], q = [1,1,2] 输出:false

提示:

两棵树上的节点数目都在范围 [0, 100] 内
-104 <= Node.val <= 104

方法一:深度优先搜索

如果两个二叉树都为空,则两个二叉树相同。如果两个二叉树中有且只有一个为空,则两个二叉树一定不相同。

如果两个二叉树都不为空,那么首先判断它们的根节点的值是否相同,若不相同则两个二叉树一定不同,若相同,再分别判断两个二叉树的左子树是否相同以及右子树是否相同。这是一个递归的过程,因此可以使用深度优先搜索,递归地判断两个二叉树是否相同。

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {//如果p和q同时为空则返回trueif(p == null && q == null) return true;//p和q其中一个不为空则返回false if(p == null || q == null) return false;//p和q的值不相等返回falseif(p.val != q.val) return false;//判断左子树和右子树是否完全相等return  isSameTree(p.left,q.left)&&isSameTree(p.right,q.right);}
}

复杂度分析

时间复杂度:O(min⁡(m,n))O(\min(m,n))O(min(m,n)),其中 mmm 和 nnn
分别是两个二叉树的节点数。对两个二叉树同时进行深度优先搜索,只有当两个二叉树中的对应节点都不为空时才会访问到该节点,因此被访问到的节点数不会超过较小的二叉树的节点数。

空间复杂度:O(min⁡(m,n))O(\min(m,n))O(min(m,n)),其中 mmm 和 nnn
分别是两个二叉树的节点数。空间复杂度取决于递归调用的层数,递归调用的层数不会超过较小的二叉树的最大高度,最坏情况下,二叉树的高度等于节点数。

方法二:广度优先搜索

也可以通过广度优先搜索判断两个二叉树是否相同。同样首先判断两个二叉树是否为空,如果两个二叉树都不为空,则从两个二叉树的根节点开始广度优先搜索。

使用两个队列分别存储两个二叉树的节点。初始时将两个二叉树的根节点分别加入两个队列。每次从两个队列各取出一个节点,进行如下比较操作。

比较两个节点的值,如果两个节点的值不相同则两个二叉树一定不同;

如果两个节点的值相同,则判断两个节点的子节点是否为空,如果只有一个节点的左子节点为空,或者只有一个节点的右子节点为空,则两个二叉树的结构不同,因此两个二叉树一定不同;

如果两个节点的子节点的结构相同,则将两个节点的非空子节点分别加入两个队列,子节点加入队列时需要注意顺序,如果左右子节点都不为空,则先加入左子节点,后加入右子节点。

如果搜索结束时两个队列同时为空,则两个二叉树相同。如果只有一个队列为空,则两个二叉树的结构不同,因此两个二叉树不同。

class Solution {public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {if (p == null && q == null) {return true;} else if (p == null || q == null) {return false;}Queue<TreeNode> queue1 = new LinkedList<TreeNode>();Queue<TreeNode> queue2 = new LinkedList<TreeNode>();queue1.offer(p);queue2.offer(q);while (!queue1.isEmpty() && !queue2.isEmpty()) {TreeNode node1 = queue1.poll();TreeNode node2 = queue2.poll();if (node1.val != node2.val) {return false;}TreeNode left1 = node1.left, right1 = node1.right, left2 = node2.left, right2 = node2.right;if (left1 == null ^ left2 == null) {return false;}if (right1 == null ^ right2 == null) {return false;}if (left1 != null) {queue1.offer(left1);}if (right1 != null) {queue1.offer(right1);}if (left2 != null) {queue2.offer(left2);}if (right2 != null) {queue2.offer(right2);}}return queue1.isEmpty() && queue2.isEmpty();}
}

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