力扣226.翻转二叉树-递归

问题描述

翻转一棵二叉树,即将每个节点的左右子树进行交换。

示例:

text

复制代码
输入:
     4
   /   \
  2     7
 / \   / \
1   3 6   9

输出:
     4
   /   \
  7     2
 / \   / \
9   6 3   1

递归解法

思路分析

递归是解决二叉树问题的经典方法。翻转二叉树的核心思想是:对于每个节点,交换它的左右子树,然后递归地对左右子树进行同样的操作。

代码实现

java 复制代码
class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        // 递归函数的终止条件,节点为空时返回
        if(root == null) {
            return null;
        }
        
        // 下面三句是将当前节点的左右子树交换
        TreeNode tmp = root.right;
        root.right = root.left;
        root.left = tmp;
        
        // 递归交换当前节点的左子树
        invertTree(root.left);
        // 递归交换当前节点的右子树
        invertTree(root.right);
        
        // 函数返回时就表示当前这个节点,以及它的左右子树都已经交换完了
        return root;
    }
}

时间复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n),其中n是二叉树的节点数。每个节点都会被访问一次。

  • 空间复杂度:O(h),其中h是二叉树的高度。递归调用栈的深度等于树的高度,最坏情况下(树退化为链表)为O(n)。

其他递归写法

后序遍历版本

java 复制代码
class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return null;
        }
        
        // 先递归翻转左右子树
        TreeNode left = invertTree(root.left);
        TreeNode right = invertTree(root.right);
        
        // 然后交换当前节点的左右子树
        root.left = right;
        root.right = left;
        
        return root;
    }
}

这种写法先递归处理子树,再交换当前节点的左右子树,是一种后序遍历的思路。

应用场景

  1. 镜像二叉树:判断两棵树是否互为镜像。

  2. 对称二叉树:判断一棵树是否对称。

  3. 图像处理:在某些图像处理算法中,需要翻转图像数据。

  4. 数据结构转换:在某些情况下,需要将树的结构进行镜像转换以满足特定需求。

注意事项

  1. 空树处理:总是要考虑输入为空树的情况。

  2. 递归深度:对于非常深的树,递归可能会导致栈溢出,此时应考虑迭代解法。

  3. 原地修改:所有解法都是原地修改树的结构,不需要额外的树空间。

总结

翻转二叉树是一个经典的递归问题,通过这个问题可以深入理解二叉树的遍历和递归思想。无论是递归还是迭代解法,核心都是交换每个节点的左右子树。理解这个问题的多种解法有助于提升对二叉树操作的掌握程度。

相关推荐
启观川7 小时前
数据结构与算法 -第 3 章 常用算法-动态规划
数据结构·笔记·python·算法
码爸7 小时前
排序算法介绍
python·算法·排序算法
动词ing8 小时前
【题目练习】算法 组合总和||
算法
longlongzihan8 小时前
链表找环:Floyd 判圈算法(LeetCode 141 & 142 )
c++·算法·leetcode·链表
专业程序开发源9 小时前
flask家电故障预测系统92491-计算机课程设计/毕业设计
vscode·python·sql·算法·flask·课程设计
Logic1019 小时前
C语言/数据结构欧几里得算法题解:长方形切割最大正方形——贪心划分计数
c语言·数据结构·算法·贪心算法·时间复杂度·空间复杂度·欧几里得算法
yi0119 小时前
LeetCode 643. 子数组最大平均数 I|从暴力枚举到滑动窗口
人工智能·笔记·python·算法·leetcode·滑动窗口
极光通讯9 小时前
服务器内存来料检验(IQC)实操:批次追溯、外观判定与上机验证
java·服务器·算法
淡海水10 小时前
02-04-原理篇-GC Roots与对象图遍历
算法·unity·c#·图·gc·遍历·roots
ClickHouseDB10 小时前
ClickHouse 大规模 OpenTelemetry 数据接入架构的可靠性演进
算法