LeetCode:226. 翻转二叉树

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226. 翻转二叉树

来源：力扣（LeetCode）

链接: leetcode.cn/problems/in…

给你一棵二叉树的根节点 root ，翻转这棵二叉树，并返回其根节点。

示例 1：

输入：root = [4,2,7,1,3,6,9]
输出：[4,7,2,9,6,3,1]

示例 2：

输入：root = [2,1,3]
输出：[2,3,1]

示例 3：

输入：root = []
输出：[]

提示：

• 树中节点数目范围在 [0, 100] 内
• -100 <= Node.val <= 100

解法

• 递归：从根节点开始，交换两个子节点，然后递归处理两个子节点即可
• bfs循环: 使用一个队列存储每层的节点，然后每次从队列头pop出一个节点，交换该节点的子节点，如果子节点非空，将子节点也加入到队列中；

代码实现

递归

python实现

# 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 invertTree(self, root: TreeNode) -> TreeNode:
        # 递归结束条件
        if not root or (not root.left and not root.right):
            return root
        # 处理该节点
        root.left, root.right = root.right, root.left
        # 递归下一节点
        self.invertTree(root.left)
        self.invertTree(root.right)
        return root

c++实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {
        if (root == nullptr || (root->left == nullptr && root->right == nullptr))
            return root;
        
        TreeNode* tmp = root->left;
        root->left = root->right;
        root->right = tmp;

        if (root->left != nullptr)
            invertTree(root->left);
        
        if (root->right != nullptr)
            invertTree(root->right);
        
        return root;
    }
};

复杂度分析

• 时间复杂度： $O(N)$
• 空间复杂度： $O(N)$ 使用的空间由递归栈的深度决定，它等于当前节点在二叉树中的高度。在平均情况下，二叉树的高度与节点个数为对数关系，即 $O(log N)$ 。而在最坏情况下，树形成链状，空间复杂度为 $O(N)$。

BFS循环

python实现

# 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 invertTree(self, root: TreeNode) -> TreeNode:
        if not root or (not root.left and not root.right):
            return root
        
        stack = [root]
        while stack:
            node = stack.pop(0)
            node.left, node.right = node.right, node.left
            if node.left:
                stack.append(node.left)
            if node.right:
                stack.append(node.right)
        return root 

c++实现

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {
        if (root == nullptr || (root->left == nullptr && root->right == nullptr))
            return root;
        
        queue<TreeNode*> qs;
        qs.push(root);
        TreeNode *tmp;
        while(qs.size() > 0) {
            tmp = qs.front();
            qs.pop();
            TreeNode * tmp2 = tmp->left;
            tmp->left = tmp->right;
            tmp->right = tmp2;

            if (tmp->left != nullptr)
                invertTree(tmp->left);
            if (tmp->right != nullptr)
                invertTree(tmp->right);
        }
        return root;
    }
};

复杂度分析

• 时间复杂度： $O(N)$
• 空间复杂度： $O(N)$