LeetCode 2415. 反转二叉树的奇数层:深度优先搜索(DFS)

发布时间:2023年12月17日

【LetMeFly】2415.反转二叉树的奇数层:深度优先搜索(DFS)

力扣题目链接:https://leetcode.cn/problems/reverse-odd-levels-of-binary-tree/

给你一棵 完美 二叉树的根节点 root ,请你反转这棵树中每个 奇数 层的节点值。

  • 例如,假设第 3 层的节点值是 [2,1,3,4,7,11,29,18] ,那么反转后它应该变成 [18,29,11,7,4,3,1,2]

反转后,返回树的根节点。

完美 二叉树需满足:二叉树的所有父节点都有两个子节点,且所有叶子节点都在同一层。

节点的 层数 等于该节点到根节点之间的边数。

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示例 1:

输入:root = [2,3,5,8,13,21,34]
输出:[2,5,3,8,13,21,34]
解释:
这棵树只有一个奇数层。
在第 1 层的节点分别是 3、5 ,反转后为 5、3 。

示例 2:

输入:root = [7,13,11]
输出:[7,11,13]
解释: 
在第 1 层的节点分别是 13、11 ,反转后为 11、13 。 

示例 3:

输入:root = [0,1,2,0,0,0,0,1,1,1,1,2,2,2,2]
输出:[0,2,1,0,0,0,0,2,2,2,2,1,1,1,1]
解释:奇数层由非零值组成。
在第 1 层的节点分别是 1、2 ,反转后为 2、1 。
在第 3 层的节点分别是 1、1、1、1、2、2、2、2 ,反转后为 2、2、2、2、1、1、1、1 。

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提示:

  • 树中的节点数目在范围 [1, 214]
  • 0 <= Node.val <= 105
  • root 是一棵 完美 二叉树

方法一:深度优先搜索(DFS)

这道题不要真的交换节点,因为交换节点会导致被交换节点的子节点顺序也发生变化。所谓“交换节点”,其实只需要“交换节点的值”即可。

不难发现,若某层需要发生交换,只需要“第1个节点跟最后一个节点换”、“第2个节点跟倒数第二个节点换”、…

因此写一个函数dfs,接收三个参数“节点1”、“节点2”、“是否需要交换”。在递归时,将“节点1的left 和 节点2的right”放到一起递归,“节点1的right 和 节点2的left”放到一起递归即可。

  • 时间复杂度 O ( n ) O(n) O(n),其中 n n n是二叉树节点个数
  • 空间复杂度 O ( n ) O(n) O(n)

AC代码

C++
class Solution {
private:
    void dfs(TreeNode* left, TreeNode* right, bool shouldReverse) {
        if (!left) {
            return ;
        }
        if (shouldReverse) {
            swap(left->val, right->val);
        }
        dfs(left->left, right->right, !shouldReverse);
        dfs(left->right, right->left, !shouldReverse);
    }
public:
    TreeNode* reverseOddLevels(TreeNode* root) {
        dfs(root->left, root->right, true);
        return root;
    }
};
Python
# from typing import Optional

# # Definition for a binary tree node.
# class TreeNode:
#     def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
#         self.val = val
#         self.left = left
#         self.right = right

class Solution:
    def dfs(self, left: Optional[TreeNode], right: Optional[TreeNode], shouldReverse: bool) -> None:
        if not left:
            return
        if shouldReverse:
            left.val, right.val = right.val, left.val
        self.dfs(left.left, right.right, not shouldReverse)
        self.dfs(left.right, right.left, not shouldReverse)

    def reverseOddLevels(self, root: TreeNode) -> TreeNode:
        self.dfs(root.left, root.right, True)
        return root

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