题目描述
思路解析动画文字版
最直觉的想法:先复制整棵树、把每个节点的左右孩子翻转造出「镜像树」,再和原树一个一个比。能对,但要额外建一棵树、多走一遍,空间和代码都更重,纯属多此一举。
转折:对称的本质是「左子树」和「右子树」互为镜像,不必真造出镜像树,让一个递归同时握住左 L、右 R 两个节点对照走即可。规则:都空就对称;一空一非就不对称;否则要求 L.val 等于 R.val,且 L 的左配 R 的右(外侧)、L 的右配 R 的左(内侧)。这题能这么做,是因为对称是「两两镜像位置」的局部判断,天然适合双节点同步递归。
出发 · 比根的两个孩子:根 1 自己不用比,直接拿它的左孩子 L 等于 2 和右孩子 R 等于 2 开镜像比较。两个都非空,先看值:2 == 2 通过。转折点:不去真造镜像树,而是就让这一个递归同时握住 L、R 往下走。
值相等 · 拆出外侧、内侧两对:L 等于 2、R 等于 2 值相等后,对称要求交叉地往下递归两对:外侧 是 L.left 配 R.right、内侧 是 L.right 配 R.left。这两对都成立,整支才算镜像。先看外侧。
外侧配外侧 · L.left vs R.right:第一对外侧:左孩子的左 (3) 配 右孩子的右 (3)——这是离中线最远的一对。注意是交叉取:左的 left 对右的 right。3 == 3 通过,且两边都是叶子,这一对镜像成立。
内侧配内侧 · L.right vs R.left:第二对内侧:左孩子的右 (4) 配 右孩子的左 (4)——靠近中线的一对,同样交叉取。4 == 4 通过。外侧、内侧两对都成立,左 2 和右 2 这一支镜像完全通过。
左 2 这一支全部成立:左 2 与右 2 这一支:值相等、外侧相等、内侧相等,三项都成立,isMirror(左2, 右2) 返回 True。这棵小树只有这一支要比,根的两个孩子镜像即整树镜像。
灵魂帧慢放 · 一次镜像判断三连:把这一支慢放一遍,记住每次 isMirror 永远是三连:先比手里这两个节点的值(高亮的中层 2 和 2),再交叉连外侧那对(最外的 3 和 3),再交叉连内侧那对(中间的 4 和 4)。交叉就是「左的外 配 右的外」——连线总在中线两边镜像着走。
处处相等 · 整棵对称:每一对镜像位置都相等,递归全程返回 True,整棵树对称。只要途中有一对不等或结构对不上,就会立刻短路返回 False。下面看看那种不对称的情况长什么样。
反例对照 · 把内侧左 4 改成 9:假设左孩子的右改成了 9。走到内侧这对:L.right=9 配 R.left=4,9 != 4 不成立。这一对镜像失败。注意外侧的 3 配 3 其实已经通过了,问题只出在内侧这一对。
一对不等 · 立刻 return False:只要任意一对镜像位置不相等,不必再比其余节点,直接 return False——递归靠 and 短路,一处假则全假。回到正例:正因为每一对都相等,才返回 True。
判断对称、判断两树相同、合并两棵树,都用「同时握住两个节点往下递归」的双指针式 DFS。对称就交叉(左配右)、相同就平行(左配左)——只差递归传参那一处。
把这题练到能复述后,去 二叉树专题 里迁移:交叉换平行就是 LC100 相同的树、再套一层枚举子树就是 LC572 另一棵树的子树、把比较换成「拷贝/翻转」就是 LC226 翻转二叉树。卡壳就点右下角问小欧,或去通关训练里连刷这一串。
边界三连:对称二叉树 的边界先看空输入、最小规模,再看会触发「一空一非」分支的结构不镜像样例。
面试追问:对称二叉树 的追问重点:交叉 vs 平行、迭代写法、复杂度,把动画里的状态讲成自己的话。
参考代码
class Solution: def isSymmetric(self, root): if not root: return True def same(a, b): if not a and not b: return True if not a or not b: return False return a.val == b.val and same(a.left, b.right) and same(a.right, b.left) return same(root.left, root.right)复杂度
- 时间复杂度:O(n),每对镜像节点比较一次,共约 n 个节点
- 空间复杂度:O(h),递归栈深度等于树高 h;最坏退化成链时为 O(n)
可套用的代码模板
把 ? 填上就成题:交叉(left 配 right)是本题对称,平行(left 配 left)是 LC100 相同的树。骨架的前三道判空判值完全通用,每次只换最后那一行递归传参——这就是双树递归可背的核心。
def dfs(a, b): if not a and not b: return True # 1) 两个都空 → 这对到底了,算过 if not a or not b: return False # 2) 一空一非 → 结构都不一致,直接否 if a.val != b.val: return False # 3) 值不等 → 否 # 4) 递归两对子节点 —— 只有这一行决定你在做哪道题: return dfs(a.?, b.?) and dfs(a.?, b.?) # 对称(LC101): dfs(a.left, b.right) and dfs(a.right, b.left) ← 交叉 # 相同(LC100): dfs(a.left, b.left) and dfs(a.right, b.right) ← 平行易错点
面试追问把动画讲成自己的话
追问为什么是「外侧配外侧、内侧配内侧」交叉比较?
追问和「相同的树 LC100」差在哪?
追问能用迭代吗?
追问递归会栈溢出吗?复杂度多少?
这道题到这就讲完了。动画和文字是同一套思路——别光看,关掉页面自己默写一遍。然后顺着主线继续:
二叉树的中序遍历
LeetCode 94 · 简单 · 沿着 树 继续往下推进
把这道题真正学会,再走
图解算法年卡 ¥99 /年
- ✓本题每步动画的吴师兄语音讲解(全站陆续覆盖)
- ✓小欧带 8 步通关训练——追问到不看答案也能写对、能 30 秒讲给面试官听
- ✓学习报告,记录每道题的掌握程度
76k+ GitHub Star · 吴师兄开源图解算法,几十万开发者在看的算法讲解
想成体系刷透这类套路?去图解算法专题