LeetCode 226. Invert Binary Tree

0. 版权声明

• LeetCode 系列笔记来源于 LeetCode 题库¹，在个人思考的基础之上博采众长，令鄙人受益匪浅；故今记此文，感怀于心，更多题解及代码，参见 Github²；
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1. LeetCode 226

• 递归：
  • 时间复杂度：$O(n)$；
  • 空间复杂度：在最坏情况下（即 skewed tree）为$O(n)$；
• 迭代：
  • 时间复杂度：$O(n)$；
  • 空间复杂度：在最坏情况下（即 skewed tree）为$O(n)$；
• n 的含义：表示二叉树中的节点数量；

2. 递归

• 递归三要素：
  • 边界条件；
    • 满足边界条件时，递归前进；
    • 不满足边界条件时，递归后退；
  • 每次递归均使得问题规模变小；
  • 父问题与子问题不得重叠；
• 注意：若递归次数过多，则效率低下，且有可能导致栈溢出；
• 对某个节点，可能出现以下4种情况：（以下用$left,right$分别表示某个节点的左子节点和右子节点）；
  • $left==null,right==null$；
  • $left!=null,right==null$；
  • $left==null,right!=null$；
  • $left!=null,right!=null$；
  • 注意：对任何一种情况均可交换该节点的两个子节点（或为 null）；
• 对某个节点的左子节点和右子节点分别进行递归调用，若节点为空，则递归程序返回 null；

3. 迭代

• 求解流程：
  • 将当前节点的左右子节点分四种情况处理（同递归）；
  • 将$node.left,node.right$中的非空节点压入堆栈；
  • 每次从堆栈中弹出一个节点，重复上述步骤，直至堆栈为空；
• 为什么需要在迭代开始前添加以下代码片段？
  • A：访问空对象的实例域将报错；

if (root == null)
    return null;

4. 代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */

// Approach 1: Recursion
class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root == null)
            return null;
        TreeNode temp = root.left;
        root.left = root.right;
        root.right = temp;
        invertTree(root.left);
        invertTree(root.right);
        return root;
    }
}

// Approach 2 : Iteration
class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root == null)
            return null;
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        stack.push(root);
        while (!stack.empty())
        {
            TreeNode node = stack.pop();
            TreeNode temp = node.left;
            node.left = node.right;
            node.right = temp;
            if (node.left != null)
                stack.push(node.left);
            if (node.right != null)
                stack.push(node.right);
        }
        return root;
    }
}

References

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1. https://leetcode-cn.com/u/hqpan/. ↩︎

2. https://github.com/hqpan/LeetCode. ↩︎