leetcode_971 翻转二叉树以匹配先序遍历

173 阅读2分钟

要求

给你一棵二叉树的根节点 root ,树中有 n 个节点,每个节点都有一个不同于其他节点且处于 1 到 n 之间的值。

另给你一个由 n 个值组成的行程序列 voyage ,表示 预期 的二叉树 先序遍历 结果。

通过交换节点的左右子树,可以 翻转 该二叉树中的任意节点。例,翻转节点 1 的效果如下:

image.png 请翻转 最少 的树中节点,使二叉树的 先序遍历 与预期的遍历行程 voyage 相匹配 。 

如果可以,则返回 翻转的 所有节点的值的列表。你可以按任何顺序返回答案。如果不能,则返回列表 [-1]。

 

示例 1:

image.png

输入:root = [1,2], voyage = [2,1]
输出:[-1]
解释:翻转节点无法令先序遍历匹配预期行程。

示例 2:

image.png

输入:root = [1,2,3], voyage = [1,3,2]
输出:[1]
解释:交换节点 23 来翻转节点 1 ,先序遍历可以匹配预期行程。

示例 3:

image.png

输入:root = [1,2,3], voyage = [1,2,3]
输出:[]
解释:先序遍历已经匹配预期行程,所以不需要翻转节点。

提示:

  • 树中的节点数目为 n
  • n == voyage.length
  • 1 <= n <= 100
  • 1 <= Node.val, voyage[i] <= n
  • 树中的所有值 互不相同
  • voyage 中的所有值 互不相同

核心代码

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right
class Solution:
    def __init__(self):
        # 初始化存储交换的节点数组,即要返回的答案列表
        self.ans = []
        # 行程序列索引
        self.index = 0

    def dfs(self,root,voyage):
        if root:
            # 递归结束条件:如果遍历到的节点(翻转或未翻转遍历到的节点)不能与行程序列的值相匹配,则匹配失败,返回-1
            if root.val != voyage[self.index]:
                self.ans = [-1]
                return 
            # 开始深度优先遍历
            self.index += 1

            # 因为题目要求是先序遍历匹配,如果当前节点的左子树的值和行程序列的值不相等,就翻转二叉树
            # 翻转的时候记录节点值,保存在ans数组中
            if (self.index < len(voyage) and root.left and root.left.val != voyage[self.index]):
                self.ans.append(root.val)
                # 翻转二叉树
                self.dfs(root.right,voyage)
                self.dfs(root.left,voyage)
            # 正常先序遍历二叉树的情况
            else:
                self.dfs(root.left,voyage)
                self.dfs(root.right,voyage)

    def flipMatchVoyage(self, root: TreeNode, voyage: List[int]) -> List[int]:
        self.dfs(root,voyage)
        if self.ans and self.ans[0] == -1:
            self.ans = [-1]
        return self.ans

image.png

解题思路:题目要求先序遍历二叉树的时候,遇到和行程序列不一样的值,通过翻转来实现一样,如果翻转也不能实现一样,则返回[-1],所以在翻转二叉树的时候需要记录翻转的节点到一个列表中,最后返回这个列表。翻转二叉树在之前的题中有做过,可以用两种方式实现,一种是递归,一种是迭代,核心都是交换左右子树。本题使用递归,设计一个递归函数,用于翻转二叉树并且记录翻转的节点。具体实现看代码及注释。