LeetCode 226.翻转二叉树

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题目：给定一颗二叉树，要求将这颗二叉树翻转并返回根节点。

解题思路

实际上就是将二叉树转为对称二叉树的另一面，和LeetCode101的对称二叉树有点像。

我们可以想象一下：

• 当树只有一个根节点的时候，此时不需要翻转。
• 当树有三个结点的时候，此时只需要将左子树结点和右子树结点互换即可。
• 当树结点大于三个的时候，此时应该？

第三种情况就是解决本题的重点，此时我们只要想到了交换左右子树，那么答案也就很明显了。当一棵树超过三个结点，我们可以直接交换左右子树，之后通过递归再完成子树内部的交换即可，代码如下：

public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
    if(root==null) return null;
    TreeNode right = root.right;
    root.right = invertTree(root.left);
    root.left = invertTree(right);
    return root;
}

上述代码通过直接交换左右子树的位置达到了整棵树的翻转。时间复杂度和空间复杂度都是$O(N)$。

还有一种方法可以通过层序遍历的方式得到答案，所需要注意的是使用一种数据结构（如栈）记录每次的结点，而每次出栈必须出一层的元素，代码如下：

public TreeNode invertTree3(TreeNode root) {
    if(root==null) return null;
    ArrayDeque<TreeNode> deque = new ArrayDeque<>();
    deque.offer(root);
    while(!deque.isEmpty()){
        int size = deque.size();
        while(size-->0){
            TreeNode node = deque.poll();
            TreeNode left = node.left;
            node.left = node.right;
            node.right = left;
            if(node.left!=null) deque.offer(node.left);
            if(node.right!=null) deque.offer(node.right);
        }
    }
    return root;
}

实际上这种方式和上面的交换方式刚好反过来了，这里是先从上往下一层层交换，而上面递归的思路则是从底层向上交换。此方式的时间复杂度为$O(N)$，空间复杂度也为$O(N)$。