二叉树的镜像(剑指offer 27)Java递归(dfs)+辅助栈两种方法实现

简介: 二叉树的镜像(剑指offer 27)Java递归(dfs)+辅助栈两种方法实现

一、题目描述



请完成一个函数,输入一个二叉树,该函数输出它的镜像。


例如输入:

    4

  /   \

 2     7

/ \   / \

1   3 6   9


镜像输出:

    4

  /   \

 7     2

/ \   / \

9   6 3   1


示例 1:

输入:root = [4,2,7,1,3,6,9]

输出:[4,7,2,9,6,3,1]


限制:

0 <= 节点个数 <= 1000


二、思路讲解



1、方法一:递归(dfs

       

和树有关的题目一般都离不开深度优先遍历。


我们将根节点的左右子树调换,然后将他的左子树的左右子树调换、将它的右子树的左右子树调换……这就是递归的思路了。

     

然后是跳出递归的条件:如果给的树为空,或者是已经越过了叶子节点


2、方法二:辅助栈



因为要把每一个节点的左右节点调换位置,自然而然能想到先进后出的栈。

 

利用辅助栈来遍历二叉树所有的节点。


先将根节点入栈,再出栈,每次将栈弹出的元素的左右子节点,再交换左右子节点;然后弹出左子节点,再将它的左右子节点入栈,并且在树上交换左右子节点……然后弹出右子节点,重复着这个过程,直到栈中没有元素,此时二叉树遍历完成。


这里我可能讲得不是很清楚,附上力扣原作者的题解:


https://leetcode-cn.com/problems/er-cha-shu-de-jing-xiang-lcof/solution/mian-shi-ti-27-er-cha-shu-de-jing-xiang-di-gui-fu-/  


三、Java代码实现



1、递归


/**
 * Definition for a binary tree node.
 * public class TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode left;
 *     TreeNode right;
 *     TreeNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public TreeNode mirrorTree(TreeNode root) {
        if(root==null){
            return root;
        }
        TreeNode temp = root.right;
        root.right = mirrorTree(root.left);
        root.left = mirrorTree(temp);
        return root;
    }
}


2、辅助栈  


class Solution {
    public TreeNode mirrorTree(TreeNode root) {
        if(root == null) return null;
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>() {{ add(root); }};
        while(!stack.isEmpty()) {
            TreeNode node = stack.pop();
            if(node.left != null) stack.add(node.left);
            if(node.right != null) stack.add(node.right);
            TreeNode tmp = node.left;
            node.left = node.right;
            node.right = tmp;
        }
        return root;
    }
}


四、时空复杂度分析



1、递归  

     

时间复杂度:        O(N)        遍历整个二叉树

     

空间复杂度:        O(N)        最差情况下(当二叉树退化为链表),递归时系统需要O(N)大小的栈空间


2、辅助栈

     

时间复杂度 O(N)         其中 NN 为二叉树的节点数量,建立二叉树镜像需要遍历树的所有节点,占用 O(N)O(N) 时间。

     

空间复杂度 O(N)        如下图所示,最差情况下,栈 stackstack 最多同时存储(N+1)/2个节点,占用 O(N)额外空间。


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