【力扣-226.翻转二叉树】Python笔记

翻转二叉树：从入门到“入土”

摘要：据说会这道题就能去 Google 上班？今天咱们来盘一盘 LeetCode 226 题“翻转二叉树”。别被它吓到，其实它就是让二叉树“照镜子”。本文将用最通俗的语言带你理解递归的精髓，代码注释拉满，助你轻松拿捏这道经典面试题！

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前言

哈喽大家好，我是爱摸鱼的打工仔。

今天我们要聊的这道题，江湖传说非常广——据说 Homebrew 的作者 Max Howell 去 Google 面试，因为没写出来这道题被拒了。

这道题就是 LeetCode 226. 翻转二叉树。

别慌，虽然它难倒过大神，但只要掌握了递归的思维，你会发现它简单得可爱。今天咱们就彻底把它拿下！

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核心知识点：什么是翻转二叉树？

在写代码之前，咱们先得把“翻转”这个动作理解透彻。

想象一下，你站在一棵二叉树面前，面前有一面镜子。

• 原本在左边的节点，现在跑到了右边。
• 原本在右边的节点，现在跑到了左边。

翻转二叉树，本质上就是交换每一个节点的左右子树。

核心逻辑：
对于树中的每一个节点，我们都要执行一次操作：swap(node.left, node.right)。

听起来很简单对吧？但怎么遍历整棵树并执行这个操作呢？这就轮到我们的老朋友——递归登场了。

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解题思路：递归的“乾坤大挪移”

递归解题，咱们只需要关注三件事：

1. 终止条件：什么时候停下来？
2. 拆解问题：大事化小。
3. 当前层逻辑：我要做什么？

具体步骤如下：

1. 终止条件：如果当前节点是空的（null），那还翻个啥？直接返回 null。

2. 拆解问题：

   • 想要翻转整棵树，我是不是得先把左子树翻转好？
   • 是不是也得先把右子树翻转好？
   • 这就是递归调用：invertTree(root.left) 和 invertTree(root.right)。

3. 当前层逻辑：

   • 等左右子树都翻好了，我只需要把它们互换位置（root.left 指向翻好的右子树，root.right 指向翻好的左子树）。
   • 最后把当前的 root 返回上去，交给上一层处理。

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代码实战：Python 递归法

来，直接上代码！为了让大家看得更清楚，我把每一行都加上了“人话”注释。

# 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: Optional[TreeNode]) -> Optional[TreeNode]:
        # 1. 递归终止条件
        # 如果节点为空，说明到底了，或者是空树，直接返回 None
        if not root:
            return None

        # 2. 递归拆解（后序遍历的思想）
        # 先把左子树翻好，拿到翻转后的新左子树（其实是原来的右子树）
        left = self.invertTree(root.left)

        # 再把右子树翻好，拿到翻转后的新右子树（其实是原来的左子树）
        right = self.invertTree(root.right)

        # 3. 核心操作：交换！
        # 把翻好的右子树挂到左边
        root.left = right

        # 把翻好的左子树挂到右边
        root.right = left

        # 4. 返回当前节点
        # 告诉上一层：“嘿，以我为根节点的这棵小树已经翻好了，拿去用吧！”
        return root

代码解析：

• 这里其实用到了后序遍历（左右中）的逻辑：先处理孩子，再处理自己。
• 当然，你也可以用前序遍历（中左右）：先交换自己的左右孩子，再递归去处理孩子。效果是一样的，但后序遍历更符合“自底向上”的直觉。

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进阶思考：能不能用迭代法？

既然递归能解决，那能不能用迭代（循环）来解决呢？

当然可以！既然递归是利用系统栈，那我们手动维护一个**队列（Queue）或者栈（Stack）**不就行了？

思路如下：

1. 把根节点放进队列。
2. 只要队列不空，就弹出一个节点。
3. 交换这个节点的左右孩子。
4. 如果孩子不为空，把孩子塞进队列，留着下一轮处理。

这其实就是 层序遍历（BFS） 的变种。虽然代码稍微长一点，但避免了递归可能导致的栈溢出风险（虽然这道题一般不会溢出）。

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总结

翻转二叉树这道题，其实是考察我们对树形结构和递归思维的理解。

• 关键点：不要试图在脑子里把整棵树翻转的过程一步步跑完，那样会晕的！
• 心法：相信你的递归函数。你只要定义好：“给我一个根节点，我能把以它为根的树翻转好”。然后利用这个定义，去处理左右子树即可。

好了，今天的“摸鱼”笔记就记到这里。这道题虽然简单，但它是理解更复杂树形 DP 问题的基石，建议大家多敲几遍，形成肌肉记忆！

我是爱摸鱼的打工仔，咱们下道题见！

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