Invert Binary Tree --- Python --- LeetCode

Posted 2020-10-20 eeechoo

1. 问题描述

LeetCode第226题，题目名称为二叉树翻转

triv·i·a ： details, considerations, or pieces of information of little importance or value. 翻译为细节，无用的细节

 

2. 思考

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution(object):
    def invertTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: TreeNode
        """

2.1 这类传入一个root的，首先要判断root是否是None

2.2 翻转根节点为root的二叉树，将问题分解为翻转根节点为root.left的二叉树，翻转根节点为root.right的二叉树，交换root节点左右子树。

翻转根节点为root的二叉树  =  翻转根节点为root.left的二叉树 （问题的自相似性，使用递归 recursive 解决）

+ 翻转根节点为root.right的二叉树 （问题的自相似性，使用递归解决）

+ 交换root节点左右子树

2.3 思考递归结束条件

一个根节点左右子树都不存在，翻转该节点没有意义，直接返回该节点就可以了

或者

这个根节点本身就不存在（这就是2.1 描述的情况），直接返回None就可以了

 

3. 问题解决方案

 

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution(object):
    def invertTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: TreeNode
        """
        if not root:
            return None

        if root.left or root.right:
            root.left, root.right = self.invertTree(root.right), self.invertTree(root.left)
        return root

 

3.1 重构代码

def invertTree(self, root):
    #就假设root存在，如果不存在 该段代码默认返回None
    if root:
        root.left, root.right = self.invertTree(root.right), self.invertTree(root.left)
    return root

3.2 自己建一个stack，模拟系统维护的call stack, 

　　这其实就是DFS，这个DFS的顺序是从树的右子树进行不停的深入，但是由于树的左右子树交换了位置，所以在可视化里面看起来像一直从树的左子树不停的深入

 

# DFS
def invertTree(self, root):
   #stack初始化
    stack = [root]
    while stack:
        #循环做如下动作：pop会删除list末尾的元素，做操作，新的元素也加在list末尾
        node = stack.pop()
        if node:
            node.left, node.right = node.right, node.left
            stack += node.left, node.right  #向stack中加入待处理节点
    return root    

 

　　

 

3.3 自己建一个queue，

　　可以实现BFS，先append 左子树，再append右子树，所以整个遍历过程是从左到右一层一层的遍历的

# BFS
def invertTree2(self, root):
    queue = collections.deque([(root)])
    while queue:
        node = queue.popleft()
        if node:
            node.left, node.right = node.right, node.left
            queue.append(node.left)           #向queue中加入待处理节点
            queue.append(node.right)     
    return root

　　

4. 代码可视化

 

4.1 DFS

     4　　　　　　　　　　
   /     2     7　　　　　　　stack = [4]　    stack中存储需要翻转的节点
 / \   / 1   3 6   9

---------> 

     4
   /     7     2　　　　　　stack = [2, 7]　　　　
 / \   / 6   9 1   3

---------> 

     4
   /     7     2　　　　　　stack = [2, 6, 9]　　　　
 / \   / 9   6 1   3

这样的结构准确描述翻转的过程，后面就不详细画了

 

5. 参考链接

3中的重构代码，自己建一个stack均来自于LeetCode Discuss

3中的BFS方法来自于LeetCode Discuss