- 两棵树上的节点数目都在范围
[0, 100]
内 -104 <= Node.val <= 104
步骤1:问题定义与分析
问题性质
该问题是典型的二叉树递归判断问题,要求检验两棵二叉树是否在结构和节点值上完全相同。
输入输出条件
-
输入:
- 两棵二叉树的根节点
p
和q
,它们可能为空,也可能有多达 100 个节点。 - 每个节点的值范围在
[-10^4, 10^4]
。
- 两棵二叉树的根节点
-
输出:
- 如果两棵二叉树完全相同,返回
true
;否则返回false
。
- 如果两棵二叉树完全相同,返回
限制与边界条件
-
边界条件:
-
p
和q
同时为空,返回true
。 - 只有一棵树为空,返回
false
。
-
-
复杂度限制:
- 树的节点数最多为 100,因此即使采用递归方法,算法的时间复杂度应该控制在 O(n),空间复杂度(递归栈深度)在 O(h),其中
n
为树的节点数,h
为树的高度。
- 树的节点数最多为 100,因此即使采用递归方法,算法的时间复杂度应该控制在 O(n),空间复杂度(递归栈深度)在 O(h),其中
步骤2:解题思路分析与算法设计
解题分解步骤
-
递归判断两棵树的根节点:
- 如果根节点的值不相等,则两棵树不相同。
- 如果根节点的值相等,则递归比较左子树和右子树是否相同。
-
终止条件:
- 两棵树的当前节点都为空时,返回
true
(子树相同)。 - 只有一棵树的当前节点为空时,返回
false
(子树不同)。
- 两棵树的当前节点都为空时,返回
-
递归子问题:
- 对于两棵树
p
和q
,分别递归调用其左子树p.left
和q.left
以及右子树p.right
和q.right
,并在递归过程中判断子树是否相同。
- 对于两棵树
递归设计思路
采用深度优先搜索(DFS)进行递归判断,每次判断当前节点及其子节点是否一致。算法的逻辑简单且直观:
- 当前节点为空时返回结果;
- 判断当前节点值是否一致;
- 递归比较左子树和右子树。
算法复杂度
-
时间复杂度:O(n),其中
n
为两棵树中节点数的最小值,每个节点访问一次。 -
空间复杂度:O(h),其中
h
为递归调用栈的深度,最坏情况下(链式结构)为 O(n),平均情况下为 O(log n)。