Leetcode Python超琐碎笔记: 965. Univalued Binary Tree

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问题地址，难度：Easy，标签：Tree

若有错误之处请予以指正:)

问题描述

A binary tree is univalued if every node in the tree has the same value.

Return true if and only if the given tree is univalued.

Example 1:

Input: [1,1,1,1,1,null,1]
Output: true

Example 2:

Input: [2,2,2,5,2]
Output: false

Note:

1. The number of nodes in the given tree will be in the range [1, 100].
2. Each node's value will be an integer in the range [0, 99].

题意分析

这道题需要了解二叉搜索树的定义，以及递归/循环的知识。解决的思路：第一种是递归的每一步只看一对父子的值是否相等，然后传递下去，如果每一对都等，肯定全等；第二种是递归只管把所有节点值取出来，最后看一下是不是全等；第三种是先获取root的值，再递归搜索root的子树看是不是所有节点都等于这个值。

实现方法（及调优过程）

以下前两种方法对应LeetCode上的Solution，第三种是上面没有的。

方法1：60 ms

方法1对应第一种思路，看起来挺容易，但做起来有点绕。

isUnivalTree(root)的结果即是“root所代表的子树是否为全等”这个命题的真值。首先须确定root到底有没有左子树和右子树，如果没有，则真值为True；如果有，则root的值与左右两个子节点的值必须相等，且两个子节点所代表的子树也必须是全等的，两个条件同时满足时真值为True。

下面贴的代码是我参考了Solution以后改的，原来的代码非常简洁（几乎就是逻辑运算式），我只是把逻辑运算的顺序改得清楚了点。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def isUnivalTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: bool
        """
        left = (not root.left) or ((root.val == root.left.val) and self.isUnivalTree(root.left))
        right = (not root.right) or ((root.val == root.right.val) and self.isUnivalTree(root.right))
        return left and right

• 时间复杂度：O(n) （n为树的节点数，最坏情况下每个节点都被遍历）
• 空间复杂度：O(m) （递归本身的栈会占用一些资源，m为树的深度，影响栈的数量）

方法2：36 ms

方法2对应第二种思路，个人感觉不够优雅，因为遍历完树以后还没有得到最后的答案（真值）。但实现起来容易多了。这里我直接贴了LeetCode上的Solution代码，其组织形式值得理解：values放在isUnivalTree里，isUnivalTree内部再写一个用于递归的函数getValues，这样values的作用域刚好使得getValues少一个丑陋的参数。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def isUnivalTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: bool
        """
        values = []
        
        def getValues(node):
            if node:
                values.append(node.val)
                getValues(node.left)
                getValues(node.right)
        
        getValues(root)
        return len(set(values)) == 1

• 时间复杂度：O(n) （n为树的节点数，最坏情况下每个节点都被遍历）
• 空间复杂度：O(m) （递归本身的栈会占用一些资源，m为树的深度，影响栈的数量）

方法3：70 ms

方法3的实现从组织方式上参考了方法2，而递归输出了真值则更像方法1，代码里比较tricky的地方是如果当前节点为None时，会返回True（方法1里其实也有这样的逻辑）。

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution:
    def isUnivalTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: bool
        """
        root_val = root.val
        
        def hasUniValue(node):
            if node:
                return node.val == root_val and hasUniValue(node.left) and hasUniValue(node.right)
            else:
                return True
        
        return hasUniValue(root) 

弄清上面的逻辑后，还可仿照方法1改写hasUniValue，省略if语句。

        def hasUniValue(node):
                return not node or (node.val == root_val and hasUniValue(node.left) and hasUniValue(node.right))

• 时间复杂度：O(n) （n为树的节点数，最坏情况下每个节点都被遍历）
• 空间复杂度：O(m) （递归本身的栈会占用一些资源，m为树的深度，影响栈的数量）