【面试经典150 | 二叉树】翻转二叉树

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本专栏专注于分析与讲解【面试经典150】算法,两到三天更新一篇文章,欢迎催更……

专栏内容以分析题目为主,并附带一些对于本题涉及到的数据结构等内容进行回顾与总结,文章结构大致如下,部分内容会有增删:

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  • 题目解读:复述题目(确保自己真的理解题目意思),并强调一些题目重点信息;
  • 解题思路:介绍一些解题思路,每种解题思路包括思路讲解、实现代码以及复杂度分析;
  • 知识回忆:针对今天介绍的题目中的重点内容、数据结构进行回顾总结。

Tag

【递归】【迭代】【二叉树】


题目来源

226. 翻转二叉树


题目解读

如示例 1 所示,翻转就是将二叉树的每个节点的所有子树都左右交换,原来父节点左子树现在变成了父节点的右子树,原来是父节点右子树现在变成了父节点的左子树。


解题思路

二叉树问题有两种解题方法,递归与迭代。

方法一:递归

思想

从根节点开始,先翻转左子树并记录翻转后的根节点 leftRoot,再翻转右子树并记录翻转后的根节点 rightRoot,然后将根节点的左子树替换为 rightRoot,右子树替换为 leftRoot

算法

class Solution {
public:TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {if(root == nullptr){return nullptr;}TreeNode* left = invertTree(root->left);TreeNode* right = invertTree(root->right);root->left = right;root->right = left;return root;}
};

复杂度分析

时间复杂度: O ( n ) O(n) O(n) n n n 为二叉树的节点个数。

空间复杂度: O ( n ) O(n) O(n),最坏情况下二叉树退化成一条链,占用的栈空间为 O ( n ) O(n) O(n)

方法二:迭代

思路

从根节点往下,按层枚举所有的节点,将每一个节点的左右子树进行交换就可以了。

算法

根节点为空,直接返回 nullptr

根节点非空,则维护一个队列 q 用来记录节点。按照层序遍历的模板,依次交换左右子树:

  • 首先,将根节点加入到队列 q
  • 接着,主要 q 不为空,就执行以下操作:
    • 弹出队首节点 node
    • 只要该节点有子树(左右子树有一个节点或左右子树都存在),则交换两个子节点;
    • 将非空子节点加入到队列中。
  • 最后返回翻转后的根节点 root
/*** 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 {
public:TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {if (root == nullptr) {return nullptr;}queue<TreeNode*> q;q.push(root);while (!q.empty()) {TreeNode* node = q.front();q.pop();if (node->left != nullptr || node->right != nullptr) {swap(node->left, node->right);}if (node->left) {q.push(node->left);}if (node->right) {q.push(node->right);}}return root;}
};

复杂度分析

时间复杂度: O ( n ) O(n) O(n) n n n 为二叉树的节点个数。

空间复杂度: O ( n ) O(n) O(n)


写在最后

如果文章内容有任何错误或者您对文章有任何疑问,欢迎私信博主或者在评论区指出 💬💬💬。

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