LeetCode——二叉树篇（四）
刷题顺序及思路来源于代码随想录，网站地址：https://programmercarl.com
二叉树的定义及创建见：
LeetCode ACM模式——二叉树篇（一）_要向着光的博客-CSDN博客
目录
101. 对称二叉树
递归
使用队列
100. 相同的树
572. 另一棵树的子树
222. 完全二叉树的节点个数
110. 平衡二叉树
257. 二叉树的所有路径
101. 对称二叉树
给你一个二叉树的根节点 root ， 检查它是否轴对称。
递归
/**
* @author light
* @Description 对称二叉树
* 给你一个二叉树的根节点 root ， 检查它是否轴对称。
* @create 2023-08-18 10:28
*/
public class IsSymmetricTest {
public static void main(String[] args) {
Integer[] arr={2,3,3,4,5,5};
BinaryTree2 tree2=new BinaryTree2(arr); //按数组方式创建二叉树
//递归
boolean symmetric = isSymmetric(tree2.root);
System.out.println(symmetric);
}
public static boolean isSymmetric(TreeNode root) {
if(root==null){
return true;
}
//递归
return compare_Recursion(root.left,root.right);
}
//递归
private static boolean compare_Recursion(TreeNode left, TreeNode right) {
if(left!=null&&right==null){
return false;
} else if (left==null&&right!=null) {
return false;
} else if (left == null && right == null) {
return true;
} else if (left.val!=right.val) {
return false;
}
boolean outSide=compare_Recursion(left.left,right.right); //左子树：左；右子树：右
boolean inSide=compare_Recursion(left.right,right.left); //左子树：右； 右子树：左
boolean isSame=outSide&&inSide;
return isSame;
}
}
使用队列
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
/**
* @author light
* @Description 对称二叉树
* 给你一个二叉树的根节点 root ， 检查它是否轴对称。
* @create 2023-08-18 10:28
*/
public class IsSymmetricTest {
public static void main(String[] args) {
Integer[] arr={2,3,3,4,5,5};
BinaryTree2 tree2=new BinaryTree2(arr); //按数组方式创建二叉树
//使用队列
System.out.println(isSymmetric_Queue(tree2.root));
}
//使用队列
public static boolean isSymmetric_Queue(TreeNode root) {
if(root==null){
return true;
}
Deque que=new LinkedList<>();
que.offer(root.left);
que.offer(root.right);
while(!que.isEmpty()){
TreeNode leftNode=que.pollFirst();
TreeNode rightNode=que.pollFirst();
if(leftNode==null&&rightNode==null){
continue;
}
if(leftNode!=null&&rightNode==null){
return false;
} else if (leftNode==null&&rightNode!=null) {
return false;
} else if (leftNode.val!=rightNode.val) {
return false;
}
que.offer(leftNode.left);
que.offer(rightNode.right);
que.offer(leftNode.right);
que.offer(rightNode.left);
}
return true;
}
}
100. 相同的树
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。
/**
* @author light
* @Description 相同的数
* @create 2023-08-18 11:32
*/
public class IsSameTreeTest {
public static void main(String[] args) {
Integer[] p={1,2,3};
BinaryTree2 tree1=new BinaryTree2(p); //按数组方式创建二叉树
Integer[] q={1,2,3};
BinaryTree2 tree2=new BinaryTree2(q); //按数组方式创建二叉树
System.out.println(isSameTree(tree1.root, tree2.root));
}
public static boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
if(p==null&&q==null){
return true;
}
//if(p==null&&q!=null){
// return false;
//} else if (p!= null && p== null) {
// return false;
//} else if (p.val!= q.val ) {
// return false;
//}
if(p==null||q==null){
return false;
}else if(p.val!=q.val){
return false;
}
boolean left=isSameTree(p.left,q.left); //左
boolean right=isSameTree(p.right,q.right); //右
boolean isSame=left&&right; //中
return isSame;
}
}
572. 另一棵树的子树
给你两棵二叉树 root 和 subRoot 。检验 root 中是否包含和 subRoot 具有相同结构和节点值的子树。如果存在，返回 true ；否则，返回 false 。
二叉树 tree 的一棵子树包括 tree 的某个节点和这个节点的所有后代节点。tree 也可以看做它自身的一棵子树。
/**
* @author light
* @Description 另一棵树的子树
*
* 给你两棵二叉树 root 和 subRoot 。检验 root 中是否包含和 subRoot 具有相同结构和节点值的子树。
* 如果存在，返回 true ；否则，返回 false 。
* 二叉树 tree 的一棵子树包括 tree 的某个节点和这个节点的所有后代节点。
* tree 也可以看做它自身的一棵子树。
*
* (思路：要判断一个树 t 是不是树 s 的子树，那么可以判断 t 是否和树 s 的任意子树相等。那么就转化成 100. Same Tree。
* 即，这个题的做法就是在 s 的每个子节点上，判断该子节点是否和 t 相等。
*
* 判断两个树是否相等的三个条件是与的关系，即：
* 当前两个树的根节点值相等；
* 并且，s 的左子树和 t 的左子树相等；
* 并且，s 的右子树和 t 的右子树相等。
* 而判断 t 是否为 s 的子树的三个条件是或的关系，即：
*
* 当前两棵树相等；
* 或者，t 是 s 的左子树；
* 或者，t 是 s 的右子树。
*
* 作者：负雪明烛
* 链接：https://leetcode.cn/problems/subtree-of-another-tree/solutions/235634/dui-cheng-mei-pan-duan-zi-shu-vs-pan-duan-xiang-de/
* 来源：力扣（LeetCode）
* 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
* @create 2023-08-18 11:46
*/
public class IsSubtreeTest {
public static void main(String[] args) {
Integer[] root = {1,null,1,null,1,null,1,null,1,null,1,null,1,null,1,null,1,null,1,null,1,2};
Integer[] subRoot = {1,null,1,null,1,null,1,null,1,null,1,2};
BinaryTree2 tree1=new BinaryTree2(root); //按数组方式创建二叉树
BinaryTree2 tree2=new BinaryTree2(subRoot); //按数组方式创建二叉树
System.out.println(isSubtree(tree1.root, tree2.root));
}
public static boolean isSubtree(TreeNode root, TreeNode subRoot) {
//判断是否是子树
if(root==null&&subRoot==null){
return true;
}
if(root==null||subRoot==null){
return false;
}
return isSameTree(root,subRoot)||isSubtree(root.left,subRoot)||isSubtree(root.right,subRoot);
}
private static boolean isSameTree(TreeNode s, TreeNode t) {
//这里转化为两棵树是否相等
if(s==null&&t==null){
return true;
}
if(s==null||t==null){
return false;
} else if (s.val!= t.val) {
return false;
}
return isSameTree(s.left,t.left)&&isSameTree(s.right,t.right);
}
}
222. 完全二叉树的节点个数
给你一棵 完全二叉树 的根节点 root ，求出该树的节点个数。
完全二叉树 的定义如下：在完全二叉树中，除了最底层节点可能没填满外，其余每层节点数都达到最大值，并且最下面一层的节点都集中在该层最左边的若干位置。若最底层为第 h 层，则该层包含 1~ 2h 个节点。
/**
* @author light
* @Description 完全二叉树的节点个数
*
* (思路：当完全二叉树只有两种情况，情况一：就是满二叉树，情况二：最后一层叶子节点没有满。
*
* 对于情况一，可以直接用 2^树深度 - 1 来计算，注意这里根节点深度为1。
* 对于情况二，分别递归左孩子和右孩子，递归到某一深度一定会有左孩子或者右孩子为满二叉树，
* 然后依然可以按照情况1来计算。
* @create 2023-08-18 14:52
*/
public class CountNodesTest {
public static void main(String[] args) {
Integer[] arr = {1,2,3,4,5,6};
BinaryTree2 tree=new BinaryTree2(arr); //按数组方式创建二叉树
System.out.println(countNodes(tree.root));
}
public static int countNodes(TreeNode root) {
/* 递归：普通二叉树
//if(root==null){
// return 0;
//}
左
//int leftNum=countNodes(root.left);
//int rightNum=countNodes(root.right);
//int res=leftNum+rightNum+1;
//return res;
*/
//完全二叉树
if(root==null){
return 0;
}
TreeNode leftNode=root.left;
TreeNode rightNode=root.right;
int leftDepth=0; //为了便于计算
int rightDepth=0;
while(leftNode!=null){
leftNode=leftNode.left;
leftDepth++;
}
while(rightNode!=null){
rightNode=rightNode.right;
rightDepth++;
}
if(leftDepth==rightDepth){
return (2<110. 平衡二叉树
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 。
/**
* @author light
* @Description 平衡二叉树
* @create 2023-08-18 16:02
*/
public class IsBalancedTest {
public static boolean isBalanced(TreeNode root) {
if(root==null){
return true;
}
return getHeight(root)!=-1?true:false;
}
private static int getHeight(TreeNode root) {
if(root==null){
return 0;
}
int left=getHeight(root.left);
if(left==-1){
return -1;
}
int right=getHeight(root.right);
if(right==-1){
return -1;
}
if(Math.abs(left-right)<=1){
//平衡二叉树
return 1+Math.max(left,right);
}else {
return -1;
}
}
}
257. 二叉树的所有路径
给你一个二叉树的根节点 root ，按 任意顺序 ，返回所有从根节点到叶子节点的路径。
叶子节点 是指没有子节点的节点。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @author light
* @Description 二叉树的所有路径
* @create 2023-08-18 16:25
*/
public class BinaryTreePathsTest {
public static List binaryTreePaths(TreeNode root) {
List res=new ArrayList<>(); //存放结果
if(root==null){
return res;
}
List path=new ArrayList<>(); //存放路径变量
traversal(root,path,res);
return res;
}
private static void traversal(TreeNode root, List path, List res) {
path.add(root.val); //前序遍历：中
if(root.left==null&&root.right==null){ //遇到叶子结点,及收获结果的时候
StringBuilder sb=new StringBuilder();
for (int i = 0; i < path.size()-1; i++) {
sb.append(path.get(i)).append("->");
}
sb.append(path.get(path.size()-1));
res.add(sb.toString());
return;
}
if(root.left!=null){
traversal(root.left,path,res); //前序遍历 左
path.remove(path.size()-1);
}
if(root.right!=null){
traversal(root.right,path,res); //前序遍历 右
path.remove(path.size()-1);
}
}
}