LeetCode 226. 翻转二叉树|Python 解法详解

LeetCode 226. 翻转二叉树|Python 解法详解

CSDN 算法专题 · 二叉树 | 难度:简单

题目信息

题目描述

交换二叉树中每个节点的左右子树,返回翻转后的根节点。

示例

text 复制代码
输入:root = [4,2,7,1,3,6,9]
输出:[4,7,2,9,6,3,1]

约束

节点数不超过 100。

解题思路

核心观察

每个节点都执行同一操作:交换左右孩子,再递归处理交换后的两棵子树。空节点是递归边界。前序或后序实现都可以。

推导与执行步骤

  1. 空节点返回 None
  2. 交换当前节点左右孩子
  3. 递归翻转左右子树
  4. 返回当前节点

为什么这个方法正确

算法始终围绕上述核心观察维护有效状态,并且每一步只排除已经能够证明不可能产生更优答案的情况。按照执行步骤处理后,所有可能影响答案的元素或节点都会被恰好检查,因此不会遗漏合法答案;状态更新又严格遵守题目约束,所以最终结果有效。

从边界看,空区间、单个元素、全部相同或完全不匹配等情况都会落入初始化条件或循环终止条件,不需要依赖未定义状态。实现时再重点检查下标、空节点和重复元素,即可保证算法在极端输入下仍然成立。

Python 代码

python 复制代码
# 解法核心:每个节点都执行同一操作:交换左右孩子,再递归处理交换后的两棵子树。空节点是递归边界。前序或后序实现都可以。
# 实现步骤:
# 1. 空节点返回 None
# 2. 交换当前节点左右孩子
# 3. 递归翻转左右子树
# 4. 返回当前节点

from typing import Optional

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]:
        if not root:
            return None
        (root.left, root.right) = (root.right, root.left)
        self.invertTree(root.left)
        self.invertTree(root.right)
        return root

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n)
  • 空间复杂度:O(h)

易错点

交换后递归的对象已经互换,但只要两边都处理就不会遗漏。

总结

这道题的关键是:每个节点都执行同一操作:交换左右孩子,再递归处理交换后的两棵子树。理解这一点后,再结合边界条件检查,代码就能保持清晰且稳定。

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