相同的树 C++

Posted 2021-07-23 weixin_43739821

给你两棵二叉树的根节点 p 和 q ，编写一个函数来检验这两棵树是否相同。

如果两个树在结构上相同，并且节点具有相同的值，则认为它们是相同的。

示例 1：

输入：p = [1,2,3], q = [1,2,3]
输出：true

示例 2：

输入：p = [1,2], q = [1,null,2]
输出：false
示例 3：

输入：p = [1,2,1], q = [1,1,2]
输出：false

两棵树上的节点数目都在范围 [0, 100] 内
-104 <= Node.val <= 104

解法一：深度优先
递归实现：

bool isSameTree(TreeNode* p, TreeNode* q) {
      if (p == nullptr && q == nullptr) return true;
      else if (q == nullptr || p == nullptr || (p->val != q->val)) return false;
      else return isSameTree(p->left, q->left) && isSameTree(p->right, q->right);
      //关键点是最后一行代码的“&&”
  }

解法二：广度优先
也可以通过广度优先搜索判断两个二叉树是否相同。同样首先判断两个二叉树是否为空，如果两个二叉树都不为空，则从两个二叉树的根节点开始广度优先搜索。

使用两个队列分别存储两个二叉树的节点。初始时将两个二叉树的根节点分别加入两个队列。每次从两个队列各取出一个节点，进行如下比较操作。

比较两个节点的值，如果两个节点的值不相同则两个二叉树一定不同；

如果两个节点的值相同，则判断两个节点的子节点是否为空，如果只有一个节点的左子节点为空，或者只有一个节点的右子节点为空，则两个二叉树的结构不同，因此两个二叉树一定不同；

如果两个节点的子节点的结构相同，则将两个节点的非空子节点分别加入两个队列，子节点加入队列时需要注意顺序，如果左右子节点都不为空，则先加入左子节点，后加入右子节点。

如果搜索结束时两个队列同时为空，则两个二叉树相同。如果只有一个队列为空，则两个二叉树的结构不同，因此两个二叉树不同。

bool isSameTree(TreeNode* p, TreeNode* q) {
        if (p == nullptr && q == nullptr) {
            return true;
        } else if (p == nullptr || q == nullptr) {
            return false;
        }
        queue <TreeNode*> queue1, queue2;
        queue1.push(p);
        queue2.push(q);
        while (!queue1.empty() && !queue2.empty()) {
            auto node1 = queue1.front();//auto函数自动判别类型
            queue1.pop();
            auto node2 = queue2.front();
            queue2.pop();
            if (node1->val != node2->val) {
                return false;
            }
            auto left1 = node1->left, right1 = node1->right, left2 = node2->left, right2 = node2->right;
            if ((left1 == nullptr) ^ (left2 == nullptr)) {
                return false;//这里采用异或运算符
            }
            if ((right1 == nullptr) ^ (right2 == nullptr)) {
                return false;
            }
            if (left1 != nullptr) {
                queue1.push(left1);
            }
            if (right1 != nullptr) {
                queue1.push(right1);
            }
            if (left2 != nullptr) {
                queue2.push(left2);
            }
            if (right2 != nullptr) {
                queue2.push(right2);
            }
        }
        return queue1.empty() && queue2.empty();
    }