【JAVA刷题初阶】刷爆力扣第九弹——二叉树

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前言：关于JAVA刷题

关于JAVA的学习出了看视频以外，那就是刷题了，朋友们，你们有没有过这样的感觉，在网上看了视频过后感觉自己什么都听懂了，但就是写题和做项目时无从下手，或者就是因为某个细节一直错一直改，那背后的原因是什么呢？四个字——题刷少了，这里新一建议去Leetcode看看，那里的题库资源很丰富，并且在全球都有广泛涉猎。不仅如此，这里还有 课程 + 刷题 + 面经 + 求职 + 讨论区分享解题思路，用过的人都说好

除此之外，我的建议是初学者从简单题开始练习，因为简单题是一切题的基础，一切的困难题都是从简单题衍生而来的，每天刷那么2~3题，后期再慢慢刷中等题，困难题，经过一段时间后会有很不错的提升

此外，在我们有一定的提升之后，我们便可以去刷剑指offer了，在这里预祝各位大学生以及初学者都拿到自己满意的offer！

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第一题：平衡二叉树

做题链接戳这里：110.平衡二叉树

题目描述

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

提示

● 树中的节点数在范围 [0, 5000] 内
● -104 <= Node.val <= 104

题解

借助高度函数来判定

我们要判断平衡二叉树，根据其定义我们知道跟二叉树高度肯定脱不了干系，我们只需递归的判断这棵树的左右子树高度差不超过1即可，即分别求两颗子树高度，相减，绝对值小于1即可返回true，否则返回false。

class Solution {
    public int height(TreeNode root){
        if (root == null){
            return 0;
        }
        return Math.max(height(root.left), height(root.right)) + 1;
    }
    public boolean isBalanced(TreeNode root) {
        if (root == null){
            return true;
        }
        int leftHeight = height(root.left);
        int rightHeight = height(root.right);

        return Math.abs(leftHeight - rightHeight) <= 1 && isBalanced(root.left) && isBalanced(root.right);
    }
}

优化：求高度同时判定高度差

好了，我们的重头戏来了，这样的代码虽然方便但是时间复杂度(达到O(n^2))太高了，我们能否将它优化一下？当然能，我们既然求高度的时候要将所有节点全部遍历一遍，那么我们何不求高度的同时判定左右树高度差呢？那样即可实现时间复杂度为O(n)的算法

class Solution {
    public int height(TreeNode root){
        if (root == null){
            return 0;
        }
        int leftheight = height(root.left);
        int rightheight = height(root.right);
        
        if (leftheight >= 0 && rightheight >= 0 && Math.abs(leftheight - rightheight) <= 1){
            return Math.max(leftheight, rightheight) + 1;
        }else{
            return - 1;
        }
    }
    public boolean isBalanced(TreeNode root) {
        if (root == null){
            return true;
        }
        return height(root) >= 0;
    }
}

第二题：对称二叉树

做题链接戳这里，101.对称二叉树

题目描述

给你一个二叉树的根节点 root ， 检查它是否轴对称。

示例

提示

● 树中节点数目在范围 [1, 1000] 内
● -100 <= Node.val <= 100

题解

要判定它是否为对称树，根节点不需要判断，判断左右子树即可，并且我们还要判断左子树的左边，右子树的右边是否匹配，写在一个函数里会麻烦很多，我们不妨将其写在另一个函数中，参数分别为左右子树会方便很多，首先判断结构是否相同，而后判断值是否相同，不同返回false，相同则递归遍历左右子树。

public boolean isSymmetricChild(TreeNode leftTree, TreeNode rightTree){
        if (leftTree == null && rightTree == null) return true;
        if (leftTree == null || rightTree == null) return false;
        
        if (leftTree.val != rightTree.val){
            return false;
        }
        return isSymmetricChild(leftTree.left, rightTree.right) && isSymmetricChild(leftTree.right, rightTree.left);
    }
    public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
        if (root == null) return true;
        
        return isSymmetricChild(root.left ,root.right);
    }

第三题：二叉树的层序遍历

做题链接戳这里：102.二叉树的层序遍历

题目描述

给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。

示例

提示

● 树中节点数目在范围 [0, 2000] 内
● -1000 <= Node.val <= 1000

题解

我们前面的博文给大家讲了什么是层序遍历，还有我们的讲解二叉树的方法也给大家讲了，如何判断一颗完全二叉树，判断完全二叉树的过程就跟层序遍历不能说完全相同，只能说一模一样，我们还是用一个队列的出队入队来实现我们的层序遍历，只不过这其中又遇到问题，我们看它给的返回值是一个二维数组类型，也就是说，我们出队入队同时还要根据它的层数来进行匹配，对于这个问题：我们只需要根据队列是否为空来吞吐元素即可，为空退出循环，不为空继续出队：

class Solution {
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> lists = new ArrayList<>();
        if (root == null) return lists;
        
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        while (!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            List<Integer> list = new ArrayList<>();
            while(size != 0) {
                TreeNode node = queue.poll();
                list.add(node.val);
                //System.out.println(node.val);
                if (node.left != null) {
                    queue.offer(node.left);
                }
                if (node.right != null) {
                    queue.offer(node.right);
                }
                size--;
            }
            lists.add(list);
        }
        return lists;
    }
}