101:对称二叉树
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84
src/main/java/leetcode/editor/cn/SymmetricTree.java
Normal file
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src/main/java/leetcode/editor/cn/SymmetricTree.java
Normal file
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//给定一个二叉树,检查它是否是镜像对称的。
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// 例如,二叉树 [1,2,2,3,4,4,3] 是对称的。
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// 2 2
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//3 4 4 3
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// 但是下面这个 [1,2,2,null,3,null,3] 则不是镜像对称的:
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// 1
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// 2 2
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// 3 3
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// 进阶:
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// 你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题吗?
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// Related Topics 树 深度优先搜索 广度优先搜索 二叉树 👍 1583 👎 0
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package leetcode.editor.cn;
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import com.code.leet.entiy.TreeNode;
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//101:对称二叉树
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class SymmetricTree {
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public static void main(String[] args) {
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//测试代码
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Solution solution = new SymmetricTree().new Solution();
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}
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//力扣代码
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//leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
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/**
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* Definition for a binary tree node.
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* public class TreeNode {
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* int val;
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* TreeNode left;
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* TreeNode right;
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* TreeNode() {}
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* TreeNode(int val) { this.val = val; }
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* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
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* this.val = val;
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* this.left = left;
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* this.right = right;
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* }
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* }
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*/
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class Solution {
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public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
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return dfs(root.left, root.right);
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}
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private boolean dfs(TreeNode node1, TreeNode node2) {
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if (node1 == null && node2 == null) {
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return true;
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}
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if (node1 == null || node2 == null) {
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return false;
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}
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if (node1.val != node2.val) {
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return false;
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}
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if (!dfs(node1.left, node2.right)) {
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return false;
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}
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return dfs(node1.right, node2.left);
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}
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}
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//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)
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}
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File diff suppressed because one or more lines are too long
@ -0,0 +1,30 @@
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<p>给定一个二叉树,检查它是否是镜像对称的。</p>
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<p> </p>
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<p>例如,二叉树 <code>[1,2,2,3,4,4,3]</code> 是对称的。</p>
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<pre> 1
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/ \
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2 2
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/ \ / \
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3 4 4 3
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</pre>
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<p> </p>
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<p>但是下面这个 <code>[1,2,2,null,3,null,3]</code> 则不是镜像对称的:</p>
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<pre> 1
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/ \
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2 2
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\ \
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3 3
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</pre>
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<p> </p>
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<p><strong>进阶:</strong></p>
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<p>你可以运用递归和迭代两种方法解决这个问题吗?</p>
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@ -0,0 +1,232 @@
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### 📺 视频题解
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
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### 📖 文字题解
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#### 方法一:递归
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**思路和算法**
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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。
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
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因此,该问题可以转化为:两个树在什么情况下互为镜像?
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如果同时满足下面的条件,两个树互为镜像:
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+ 它们的两个根结点具有相同的值
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+ 每个树的右子树都与另一个树的左子树镜像对称
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
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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。
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代码如下。
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* [sol1-C++]
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```cpp
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class Solution {
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public:
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bool check(TreeNode *p, TreeNode *q) {
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if (!p && !q) return true;
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if (!p || !q) return false;
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||||||
|
return p->val == q->val && check(p->left, q->right) && check(p->right, q->left);
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||||||
|
}
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|
bool isSymmetric(TreeNode* root) {
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return check(root, root);
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||||||
|
}
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};
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|
```
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* [sol1-Java]
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```Java
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class Solution {
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public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
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|
return check(root, root);
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|
}
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||||||
|
public boolean check(TreeNode p, TreeNode q) {
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|
if (p == null && q == null) {
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return true;
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|
}
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||||||
|
if (p == null || q == null) {
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return false;
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|
}
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|
return p.val == q.val && check(p.left, q.right) && check(p.right, q.left);
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|
}
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|
}
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|
```
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* [sol1-Golang]
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|
```golang
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|
func isSymmetric(root *TreeNode) bool {
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|
return check(root, root)
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|
}
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||||||
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||||||
|
func check(p, q *TreeNode) bool {
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|
if p == nil && q == nil {
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return true
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|
}
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||||||
|
if p == nil || q == nil {
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||||||
|
return false
|
||||||
|
}
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||||||
|
return p.Val == q.Val && check(p.Left, q.Right) && check(p.Right, q.Left)
|
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|
}
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|
```
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|
* [sol1-TypeScript]
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|
```TypeScript
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const check = (p: TreeNode | null, q: TreeNode | null): boolean => {
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|
if (!p && !q) return true;
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|
if (!p || !q) return false;
|
||||||
|
return p.val === q.val && check(p.left, q.right) && check(p.right, q.left);
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|
}
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var isSymmetric = function(root: TreeNode | null): boolean {
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|
return check(root, root);
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|
};
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```
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**复杂度分析**
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假设树上一共 $n$ 个节点。
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+ 时间复杂度:这里遍历了这棵树,渐进时间复杂度为 $O(n)$。
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+ 空间复杂度:这里的空间复杂度和递归使用的栈空间有关,这里递归层数不超过 $n$,故渐进空间复杂度为 $O(n)$。
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#### 方法二:迭代
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**思路和算法**
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「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。
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* [sol2-C++]
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```cpp
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class Solution {
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public:
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bool check(TreeNode *u, TreeNode *v) {
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queue <TreeNode*> q;
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q.push(u); q.push(v);
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while (!q.empty()) {
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u = q.front(); q.pop();
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v = q.front(); q.pop();
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if (!u && !v) continue;
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if ((!u || !v) || (u->val != v->val)) return false;
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q.push(u->left);
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q.push(v->right);
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q.push(u->right);
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q.push(v->left);
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}
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return true;
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}
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bool isSymmetric(TreeNode* root) {
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return check(root, root);
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}
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};
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```
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* [sol2-Java]
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```Java
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class Solution {
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public boolean isSymmetric(TreeNode root) {
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return check(root, root);
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|
}
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public boolean check(TreeNode u, TreeNode v) {
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Queue<TreeNode> q = new LinkedList<TreeNode>();
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q.offer(u);
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q.offer(v);
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while (!q.isEmpty()) {
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u = q.poll();
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v = q.poll();
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if (u == null && v == null) {
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continue;
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}
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if ((u == null || v == null) || (u.val != v.val)) {
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return false;
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}
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q.offer(u.left);
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q.offer(v.right);
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q.offer(u.right);
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q.offer(v.left);
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}
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return true;
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}
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}
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```
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* [sol2-Golang]
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```golang
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func isSymmetric(root *TreeNode) bool {
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u, v := root, root
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|
q := []*TreeNode{}
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q = append(q, u)
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q = append(q, v)
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for len(q) > 0 {
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u, v = q[0], q[1]
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q = q[2:]
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if u == nil && v == nil {
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continue
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}
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if u == nil || v == nil {
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return false
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}
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if u.Val != v.Val {
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return false
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}
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q = append(q, u.Left)
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q = append(q, v.Right)
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|
q = append(q, u.Right)
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|
q = append(q, v.Left)
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|
}
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return true
|
||||||
|
}
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|
```
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||||||
|
* [sol2-TypeScript]
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```TypeScript
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const check = (u: TreeNode | null, v: TreeNode | null): boolean => {
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const q: (TreeNode | null)[] = [];
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q.push(u),q.push(v);
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while (q.length) {
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u = q.shift()!;
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|
v = q.shift()!;
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if (!u && !v) continue;
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||||||
|
if ((!u || !v) || (u.val !== v.val)) return false;
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|
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||||||
|
q.push(u.left);
|
||||||
|
q.push(v.right);
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||||||
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|
q.push(u.right);
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||||||
|
q.push(v.left);
|
||||||
|
}
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||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
var isSymmetric = function(root: TreeNode | null): boolean {
|
||||||
|
return check(root, root);
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||||||
|
};
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```
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**复杂度分析**
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+ 时间复杂度:$O(n)$,同「方法一」。
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+ 空间复杂度:这里需要用一个队列来维护节点,每个节点最多进队一次,出队一次,队列中最多不会超过 $n$ 个点,故渐进空间复杂度为 $O(n)$。
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File diff suppressed because one or more lines are too long
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