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101. 对称二叉树

难度：简单

题目

给你一个二叉树的根节点 root ， 检查它是否轴对称。

示例 1：

输入：root = [1,2,2,3,4,4,3]
输出：true

示例 2：

输入：root = [1,2,2,null,3,null,3]
输出：false

提示：

• 树中节点数目在范围 [1, 1000] 内
• -100 <= Node.val <= 100

**进阶：**你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题吗？

个人题解

方法一：递归-深度优先遍历

写了 100 题后再写这题，信手捏来。先判断当前节点是否为空。再判断当前节点的左节点和右节点是否相等。再看左左节点与右右节点，再比较左右节点与右左节点。

/*** Definition for a binary tree node.* public class TreeNode {*     int val;*     TreeNode left;*     TreeNode right;*     TreeNode() {}*     TreeNode(int val) { this.val = val; }*     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {*         this.val = val;*         this.left = left;*         this.right = right;*     }* }*/
class Solution {public boolean isSymmetric(TreeNode root) {if (root == null) {return true;}return process(root.left, root.right);}public boolean process(TreeNode left, TreeNode right) {if (left == null && right == null) {return true;}if (left == null ^ right == null) {return false;}if (left.val != right.val) {return false;}if (!process(left.left, right.right)) {return false;}return process(left.right, right.left);}
}

官方题解

方法一：递归

如果一个树的左子树与右子树镜像对称，那么这个树是对称的。因此，该问题可以转化为：两个树在什么情况下互为镜像？

如果同时满足下面的条件，两个树互为镜像：

• 它们的两个根结点具有相同的值
• 每个树的右子树都与另一个树的左子树镜像对称

我们可以实现这样一个递归函数，通过「同步移动」两个指针的方法来遍历这棵树，p 指针和 q 指针一开始都指向这棵树的根，随后 p 右移时，q 左移，p 左移时，q 右移。每次检查当前 p 和 q 节点的值是否相等，如果相等再判断左右子树是否对称。

class Solution {public boolean isSymmetric(TreeNode root) {return check(root, root);}public boolean check(TreeNode p, TreeNode q) {if (p == null && q == null) {return true;}if (p == null || q == null) {return false;}return p.val == q.val && check(p.left, q.right) && check(p.right, q.left);}
}

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(n)

方法二：迭代

「方法一」中我们用递归的方法实现了对称性的判断，那么如何用迭代的方法实现呢？首先我们引入一个队列，这是把递归程序改写成迭代程序的常用方法。初始化时我们把根节点入队两次。每次提取两个结点并比较它们的值（队列中每两个连续的结点应该是相等的，而且它们的子树互为镜像），然后将两个结点的左右子结点按相反的顺序插入队列中。当队列为空时，或者我们检测到树不对称（即从队列中取出两个不相等的连续结点）时，该算法结束。

class Solution {public boolean isSymmetric(TreeNode root) {return check(root, root);}public boolean check(TreeNode u, TreeNode v) {Queue<TreeNode> q = new LinkedList<TreeNode>();q.offer(u);q.offer(v);while (!q.isEmpty()) {u = q.poll();v = q.poll();if (u == null && v == null) {continue;}if ((u == null || v == null) || (u.val != v.val)) {return false;}q.offer(u.left);q.offer(v.right);q.offer(u.right);q.offer(v.left);}return true;}
}

复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)
• 空间复杂度：O(n)

作者：力扣官方题解
链接：https://leetcode.cn/problems/symmetric-tree/solutions/268109/dui-cheng-er-cha-shu-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
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