以二叉链表作为二叉树的存储结构,编写算法实现交换二叉树每个结点的左孩子和右孩子。
时间: 2023-05-31 11:18:49 浏览: 311
### 回答1:
算法实现步骤如下:
1. 判断二叉树是否为空,若为空则直接返回。
2. 对于每个非叶子结点,交换其左右孩子。
3. 递归处理左子树和右子树,直到所有结点都被交换。
具体实现代码如下:
```
void swap(TreeNode* root) {
if (root == NULL) {
return;
}
TreeNode* temp = root->left;
root->left = root->right;
root->right = temp;
swap(root->left);
swap(root->right);
}
```
其中,TreeNode是二叉树结点的定义,包含左右孩子指针和数据域。函数swap接受一个二叉树的根结点指针,实现了交换每个结点的左右孩子的功能。
### 回答2:
二叉链表是一种常见的二叉树存储方式,它将每个节点存储为一个对象,包含节点的值、左子节点和右子节点三个指针,其中空指针表示节点不存在。实现二叉树的左右孩子交换,可以通过递归方式完成,具体步骤如下:
1. 如果当前节点为空节点或者该节点没有左右孩子,则不需要交换。否则,交换当前节点的左右孩子指针。
2. 分别递归处理当前节点的左孩子和右孩子,直到所有节点都被处理完毕。
以下是具体实现代码:
```python
# 定义二叉树节点类
class TreeNode:
def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
self.val = val
self.left = left
self.right = right
# 交换二叉树每个节点的左右孩子
def swapNode(root: TreeNode) -> TreeNode:
if not root or (not root.left and not root.right):
# 如果根节点为空或没有左右孩子,则直接返回
return root
# 交换当前节点的左右孩子
root.left, root.right = root.right, root.left
# 递归处理左右子树
root.left = swapNode(root.left)
root.right = swapNode(root.right)
return root
```
这里的swapNode函数接受一个二叉树的根节点作为参数,返回交换后的二叉树根节点。在交换前会检查该节点是否为空或者没有左右孩子,如果满足条件则直接返回该节点;否则,交换该节点的左右孩子,并递归处理左右子树,最后返回修改后的根节点即可。
总之,通过递归方式交换二叉树的左右孩子,可以方便地实现二叉链表的化操作,使得时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(h),其中n为二叉树节点的数量,h为二叉树的高度。
### 回答3:
二叉链表是一种二叉树的存储结构,它由左右子树指针和数据组成,每个节点都包含左右子树指针和数据。交换每个节点的左右孩子可以通过递归遍历每个节点并交换其左右孩子的位置来实现,具体算法步骤如下:
1. 定义一个交换左右孩子的函数swap(TreeNode node),其中TreeNode是节点的数据类型。
2. 在函数体内判断节点是否为空,如果为空直接返回。
3. 如果节点不为空,先递归交换左子树节点的左右孩子位置,再递归交换右子树节点的左右孩子位置。
4. 最后交换当前节点的左右孩子位置。
5. 在主函数中调用交换左右孩子函数swap(root),其中root是二叉树的根节点。
具体的代码实现如下:
```
class TreeNode:
def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
self.val = val
self.left = left
self.right = right
def swap(node: TreeNode):
if not node:
return
swap(node.left)
swap(node.right)
# 交换左右孩子
node.left, node.right = node.right, node.left
# 测试
root = TreeNode(1)
root.left = TreeNode(2)
root.right = TreeNode(3)
root.left.left = TreeNode(4)
root.left.right = TreeNode(5)
root.right.left = TreeNode(6)
root.right.right = TreeNode(7)
swap(root)
# 测试结果
print(root.val) # 1
print(root.left.val) # 3
print(root.right.val) # 2
print(root.left.left.val) # 7
print(root.left.right.val) # 6
print(root.right.left.val) # 5
print(root.right.right.val) # 4
```
上述代码的时间复杂度是O(n),其中n是二叉树中节点的个数。因为需要遍历每个节点且只遍历一次。同时,由于采用递归实现,需要使用系统栈来保存递归信息,可能会造成栈溢出。因此,需要根据实际情况做出优化。