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题目描述
这是 LeetCode 上的 993. 二叉树的堂兄弟节点 。
Tag : 「树的搜索」、「BFS」、「DFS」
在二叉树中，根节点位于深度 0 处，每个深度为 k 的节点的子节点位于深度 k+1 处。
如果二叉树的两个节点深度相同，但 父节点不同 ，则它们是一对堂兄弟节点。
我们给出了具有唯一值的二叉树的根节点 root ，以及树中两个不同节点的值 x 和 y 。
只有与值 x 和 y 对应的节点是堂兄弟节点时，才返回 true 。否则，返回 false。
示例 1：
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输入：root = [1,2,3,4], x = 4, y = 3 输出：false 复制代码
示例 2：
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输入：root = [1,2,3,null,4,null,5], x = 5, y = 4 输出：true 复制代码
示例 3：
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输入：root = [1,2,3,null,4], x = 2, y = 3 输出：false 复制代码
提示：
- 二叉树的节点数介于 2 到 100 之间。
- 每个节点的值都是唯一的、范围为 1 到 100 的整数。
DFS
显然，我们希望得到某个节点的「父节点」&「所在深度」，不难设计出如下「DFS 函数签名」：
/** * 查找 t 的「父节点值」&「所在深度」 * @param root 当前搜索到的节点 * @param fa root 的父节点 * @param depth 当前深度 * @param t 搜索目标值 * @return [fa.val, depth] */ int[] dfs(TreeNode root, TreeNode fa, int depth, int t); 复制代码
之后按照遍历的逻辑处理即可。
需要注意的时，我们需要区分出「搜索不到」和「搜索对象为 root（没有 fa 父节点）」两种情况。
我们约定使用 -1−1 代指没有找到目标值 tt，使用 00 代表找到了目标值 tt，但其不存在父节点。
代码：
class Solution { public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) { int[] xi = dfs(root, null, 0, x); int[] yi = dfs(root, null, 0, y); return xi[1] == yi[1] && xi[0] != yi[0]; } int[] dfs(TreeNode root, TreeNode fa, int depth, int t) { if (root == null) return new int[]{-1, -1}; // 使用 -1 代表为搜索不到 t if (root.val == t) { return new int[]{fa != null ? fa.val : 1, depth}; // 使用 1 代表搜索值 t 为 root } int[] l = dfs(root.left, root, depth + 1, t); if (l[0] != -1) return l; return dfs(root.right, root, depth + 1, t); } } 复制代码
- 时间复杂度：O(n)O(n)
- 空间复杂度：忽略递归开销为 O(1)O(1)，否则为 O(n)O(n)
BFS
能使用 DFS，自然也能使用 BFS，两者大同小异。
代码：
class Solution { public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) { int[] xi = bfs(root, x); int[] yi = bfs(root, y); return xi[1] == yi[1] && xi[0] != yi[0]; } int[] bfs(TreeNode root, int t) { Deque<Object[]> d = new ArrayDeque<>(); // 存储值为 [cur, fa, depth] d.addLast(new Object[]{root, null, 0}); while (!d.isEmpty()) { int size = d.size(); while (size-- > 0) { Object[] poll = d.pollFirst(); TreeNode cur = (TreeNode)poll[0], fa = (TreeNode)poll[1]; int depth = (Integer)poll[2]; if (cur.val == t) return new int[]{fa != null ? fa.val : 0, depth}; if (cur.left != null) d.addLast(new Object[]{cur.left, cur, depth + 1}); if (cur.right != null) d.addLast(new Object[]{cur.right, cur, depth + 1}); } } return new int[]{-1, -1}; } } 复制代码
- 时间复杂度：O(n)O(n)
- 空间复杂度：O(n)O(n)
最后
这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.993 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先将所有不带锁的题目刷完。
在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。
为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码，我建立了相关的仓库：github.com/SharingSour…
在仓库地址里，你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。
