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一、题目
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:
输入:p = [1,2,3], q = [1,2,3]
输出:true
示例 2:
输入:p = [1,2], q = [1,null,2]
输出:false
示例 3:
输入:p = [1,2,1], q = [1,1,2]
输出:false
两棵树上的节点数目都在范围
[0, 100]
内
-104 <= Node.val <= 104
二、代码
【1】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) {// 思想:递归遍历if (p == null && q == null) {return true;} else if (p == null || q == null) {return false;} else if (p.val == q.val) {return isSameTree(p.left, q.left) && isSameTree(p.right, q.right);}return false;}
}
时间复杂度: O(min(m,n))
其中m
和n
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))
其中m
和n
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。
【2】广度优先搜索: 可以通过广度优先搜索判断两个二叉树是否相同。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。
/*** 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) {// 广度优先:需要两个队列:LinkedListif (p == null && q == null) {return true;} else if (p == null || q == null) {return false;}Queue<TreeNode> m = new LinkedList<TreeNode>(); // 存放 p 节点Queue<TreeNode> n = new LinkedList<TreeNode>(); // 存放 q 节点m.offer(p);n.offer(q);while(!m.isEmpty() && !n.isEmpty()) {TreeNode node1 = m.poll();TreeNode node2 = n.poll();// 不同返回 false,相同还需要看左右节点if (node1.val != node2.val) {return false;}// 获取平铺列表TreeNode left1 = node1.left;TreeNode right1 = node1.right;TreeNode left2 = node2.left;TreeNode right2 = node2.right;if (left1 == null ^ left2 == null) {return false;}if (right1 == null ^ right2 == null) {return false;}if (left1 != null) {m.offer(left1);}if (right1 != null) {m.offer(right1);}if (left2 != null) {n.offer(left2);}if (right2 != null) {n.offer(right2);}} return m.isEmpty() && n.isEmpty();}
}
时间复杂度: O(min(m,n))
其中m
和n
分别是两个二叉树的节点数。对两个二叉树同时进行广度优先搜索,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))
其中m
和n
分别是两个二叉树的节点数。空间复杂度取决于队列中的元素个数,队列中的元素个数不会超过较小的二叉树的节点数。