leetcode100:相同的树-输入:p = [1,2,1], q = [1,1,2] 输出:false 提示:

时间:2024-11-16 15:05:42
  • 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
  1. 输入
    • 两棵二叉树的根节点 pq,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]
  2. 输出
    • 如果两棵二叉树完全相同,返回 true;否则返回 false
限制与边界条件
  1. 边界条件
    • pq 同时为空,返回 true
    • 只有一棵树为空,返回 false
  2. 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。

步骤2:解题思路分析与算法设计

解题分解步骤
  1. 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。
  2. 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)。
  3. 递归子问题
    • 对于两棵树 pq,分别递归调用其左子树 p.leftq.left 以及右子树 p.rightq.right,并在递归过程中判断子树是否相同。
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:

  1. 当前节点为空时返回结果;
  2. 判断当前节点值是否一致;
  3. 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)。

步骤3:C++代码实现

步骤4:启发与优化