LeetCode #100. 相同的树

力扣 | 100. 相同的树

题目截图

 

方法一：深度优先遍历（递归）

如果两个二叉树完全相同那么他们的结构和每个节点的值都相同。

当两个二叉树都为空时，两个二叉树相同。

当一个二叉树为空，一个二叉树不为空时，两个二叉树不相同。

当二叉树某一节点相同时，再看他们的其他节点是否相同。

利用递归的方法，设置终止条件。

当p、q节点都为空时，返回True。

当p、q节点有一个为空，有一个不为空时，返回False。

当p、q节点的值不相同时，返回False。

当p、q节点有的值相同时，继续判断其左孩子和右孩子的情况。

最后取其并集，只有全真结果才是True。否则中间为直接返回False。

class Solution:
    def isSameTree(self, p: Optional[TreeNode], q: Optional[TreeNode]) -> bool:
        if p == None and q == None:
            return True
        if p == None or q == None:
            return False
        if p.val != q.val :
            return False
        else:
            return self.isSameTree(p.right,q.right) & self.isSameTree(p.left,q.left)

复杂度分析

时间复杂度：

空间复杂度：

 其中和分别是两二叉树的节点数。

完整测试代码

from typing import Optional,List

class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right

class Solution:
    def isSameTree(self, p: Optional[TreeNode], q: Optional[TreeNode]) -> bool:
        if p == None and q == None:
            return True
        if p == None or q == None:
            return False
        if p.val != q.val :
            return False
        else:
            return self.isSameTree(p.right,q.right) & self.isSameTree(p.left,q.left)


class main:
    a = Solution()
    p3 = TreeNode(6, left=None, right=None)
    p2 = TreeNode(4, left=p3, right=None)
    p = TreeNode(1, left = None, right= p2)

    q3 = TreeNode(6, left=None, right=None)
    q2 = TreeNode(2, left=q3, right=None)
    q = TreeNode(1, left = None, right= q2)

    b = a.isSameTree(p,q)
    print(b)


if __name__ == '__main__':
    main()

方法二：广度优先搜索

判断二叉树是否为空，这一部分与深度优先算法相同。

然后

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比较。

比较两个节点的值：

1.如果两个节点的值不相同则两个二叉树一定不同；

2.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，

3.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；

4.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。

class Solution:
    def isSameTree(self, p: TreeNode, q: TreeNode) -> bool:
        if not p and not q:
            return True
        if not p or not q:
            return False

        queue1 = collections.deque([p])
        queue2 = collections.deque([q])

        while queue1 and queue2:
            node1 = queue1.popleft()
            node2 = queue2.popleft()
            if node1.val != node2.val:
                return False
            left1, right1 = node1.left, node1.right
            left2, right2 = node2.left, node2.right
            if (not left1) ^ (not left2):
                return False
            if (not right1) ^ (not right2):
                return False
            if left1:
                queue1.append(left1)
            if right1:
                queue1.append(right1)
            if left2:
                queue2.append(left2)
            if right2:
                queue2.append(right2)

        return not queue1 and not queue2

python的collections模块

 参见Python文档 | collections

collections是Python的一个集合模块，提供了一些集合方法。

python的collections模块的deque 函数

deque函数，双向队列。

collections.deque([iterable[, maxlen])	返回一个新的双向队列对象，从左到右初始化(用方法append()) ，从 iterable （迭代对象) 数据创建。如果 iterable 没有指定，新队列为空。
append(x)	添加x到队列右端。
appendleft(x)	添加x到队列左端
pop()	移去并且返回一个元素，deque最右端的一个。如果没有就会引发IndexError
popleft()	移去并且返回一个元素，deque最左端的一个。如果没有就会引发IndexError