给定一个二叉树,判断它是否是高度平衡的二叉树。
本题中,一棵高度平衡二叉树定义为:
一个二叉树每个节点 的左右两个子树的高度差的绝对值不超过1。
示例 1:
给定二叉树 [3,9,20,null,null,15,7]
3
/ \
9 20
/ \
15 7
返回 true
。
示例 2:
给定二叉树 [1,2,2,3,3,null,null,4,4]
1
/ \
2 2
/ \
3 3
/ \
4 4
返回 false
。
解题思路
对于这个问题,我们可以非常快的写出递归版本。当root
为空的时候,我们将None
也看成是一棵二叉树,所以返回True
。接着我们判断左子树高度
和右子树高度
差是不是大于1,如果是,那么我们返回False
就好啦。如果不是接着递归判断左子树
和右子树
是不是一棵平衡二叉树。
class Solution:
def isBalanced(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: bool
"""
if not root:
return True
def height(node):
if not node:
return 0
return max(height(node.left), height(node.right)) + 1
if abs(height(root.left) - height(root.right)) > 1:
return False
return self.isBalanced(root.left) and self.isBalanced(root.right)
但是如你所见,这个解法有一个很明显的弊端,就是我们在每次求height
的时候有大量的重复运算,我们怎么可以避免这种重复运算呢?或者说我们有什么办法在遍历一遍树(求一次height
)的过程中就可以得到答案呢?我们希望当左右子树中存在不平衡的时候就可以提前停止。
class Solution:
def isBalanced(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: bool
"""
def height(node):
if not node:
return 0
left = height(node.left)
right = height(node.right)
if left == -1 or right == -1 or abs(left - right) > 1:
return -1
return max(left, right) + 1
return height(root) != -1
上面这种解法非常的巧妙,当树出现不平衡的时候,我们令树的高度是-1
。
同样的,对于可以用递归解决的问题,我们都应该思考一下怎么可以通过迭代去解决。那这个问题怎么通过迭代解决呢?我们可以先通过BFS得到一个list,然后从list的最后一个节点回退到root,并且计算节点的深度差,更新各节点深度。
class Solution:
def isBalanced(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: bool
"""
nodes = [root]
for node in nodes:
if node:
nodes.extend([node.left, node.right])
depths = {}
nodes.reverse()
for node in nodes:
if node:
if abs(depths.get(node.left, 0) - depths.get(node.right, 0)) > 1:
return False
depths[node] = max(depths.get(node.left, 0), depths.get(node.right, 0)) + 1
return True
我们也可以通过前序遍历的方式去更新节点的深度。但是这里的问题和之前的Leetcode 144:二叉树的前序遍历(最优雅的解法!!!)中有一些区别,之前的问题中是输出节点,而我们这里是要更新节点。所以我们不能直接将节点弹出,而是要保留到更新完节点后再弹出。这要怎么做呢?我们可以通过建立一个tuple
包含一个seen
信息,表示这个节点之前是不是访问过。如果访问过我们再将节点弹出,否则的话再将节点插回去。
class Solution:
def isBalanced(self, root):
"""
:type root: TreeNode
:rtype: bool
"""
stack = list()
stack.append((root, 0))
depths = {}
while stack:
node, seen = stack.pop()
if node:
if not seen:
stack.extend([(node, 1), (node.right, 0), (node.left, 0)])
if abs(depths.get(node.left,0) - depths.get(node.right,0)) > 1:
return False
depths[node] = max(depths.get(node.left,0), depths.get(node.right,0)) + 1
return True
依照这种思路,我们也可以写出中序遍历
和后序遍历
的版本。
我将该问题的其他语言版本添加到了我的GitHub Leetcode
如有问题,希望大家指出!!!