程序员代码面试指南刷题--第三章.判断t1树是否包含t2树全部的拓扑结构

题目描述
给定彼此独立的两棵二叉树，判断 t1 树是否包含 t2 树全部的拓扑结构。
设 t1 树的边集为 E1，t2 树的边集为 E2，若 E2 是 E1 的子集，则表示 t1 树包含 t2 树全部的拓扑结构。
输入描述:

第一行输入两个整数 n 和 root，n 表示二叉树 t1 的总节点个数，root 表示二叉树 t1 的根节点。

以下 n 行每行三个整数 fa，lch，rch，表示 fa 的左儿子为 lch，右儿子为 rch。(如果 lch 为 0 则表示 fa 没有左儿子，rch同理)

第 n+2 行输入两个整数 m 和 root，n 表示二叉树 t2 的总节点个数，root 表示二叉树 t2 的根节点。

以下 m 行每行三个整数 fa，lch，rch，表示 fa 的左儿子为 lch，右儿子为 rch。(如果 lch 为 0 则表示 fa 没有左儿子，rch同理)

输出描述:

如果 t1 树包含 t2 树全部的拓扑结构，则输出 “true”，否则输出 “false”。

示例1

输入

10 1
1 2 3
2 4 5
4 8 9
8 0 0
9 0 0
5 10 0
10 0 0
3 6 7
6 0 0
7 0 0
4 2
2 4 5
5 0 0
4 8 0
8 0 0

输出

true

解法一：两次前序遍历

import java.io.*;
import java.util.*;
public class Main{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        br.readLine();
        TreeNode r1 = createTree(br);
        br.readLine();
        TreeNode r2 = createTree(br);
        boolean res = judge(r1,r2);
        System.out.println(res);
    }
    public static boolean judge(TreeNode r1,TreeNode r2){
        if(r1==null&&r2==null) return false;
        if(r1==null||r2==null) return false;
        Stack<TreeNode> s = new Stack<>();
        s.push(r1);
        while(!s.isEmpty()){
            TreeNode p = s.pop();
            if(p.val==r2.val){
                if(isChild(p,r2)) return true;                
            }
            if(p.right!=null){
                s.push(p.right);    
            }
            if(p.left!=null){
                s.push(p.left);
            }
        }
        return false;
    }
    public static boolean isChild(TreeNode r1,TreeNode r2){
        //按照r2前序遍历
        Stack<TreeNode> s1 = new Stack<>();
        s1.push(r1);
        Stack<TreeNode> s2 = new Stack<>();
        s2.push(r2);
        while(!s2.isEmpty()){
            TreeNode node1 = s1.pop();
            TreeNode node2 = s2.pop();
            if(node1.val!=node2.val) return false;
            if(node2.right!=null){
                if(node1.right==null) return false;
                s1.push(node1.right);
                s2.push(node2.right);
            }
            if(node2.left!=null){
                if(node1.left==null) return false;
                s1.push(node1.left);
                s2.push(node2.left);
            }
        }
        return true;
    }
    //递归建树
    public static TreeNode createTree(BufferedReader br){
        try{
            String[] ss = br.readLine().trim().split(" ");
            int data = Integer.parseInt(ss[0]);
            int left = Integer.parseInt(ss[1]);
            int right = Integer.parseInt(ss[2]);
            TreeNode root = new TreeNode(data);
            if(left!=0){
                root.left = createTree(br);
            }
            if(right!=0){
                root.right = createTree(br);
            }
            return root;
        }catch(Exception e){
            return null;
        }
    }
}
class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    public TreeNode(int val){
        this.val = val;
    }
}

解法二：递归

import java.io.*;
import java.util.*;
public class Main{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        br.readLine();
        TreeNode r1 = createTree(br);
        br.readLine();
        TreeNode r2 = createTree(br);
        boolean res = judge(r1,r2);
        System.out.println(res);
    }
    public static boolean judge(TreeNode r1,TreeNode r2){
        if(r1==null&&r2==null) return false;
        if(r1==null||r2==null) return false;
        return isChild(r1,r2)||judge(r1.left,r2)||judge(r1.right,r2);
    }
    public static boolean isChild(TreeNode r1,TreeNode r2){
        if(r2==null) return true;
        if(r1==null||r1.val!=r2.val) return false;
        return isChild(r1.left,r2.left)&&isChild(r1.right,r2.right);
    }
    //递归建树
    public static TreeNode createTree(BufferedReader br){
        try{
            String[] ss = br.readLine().trim().split(" ");
            int data = Integer.parseInt(ss[0]);
            int left = Integer.parseInt(ss[1]);
            int right = Integer.parseInt(ss[2]);
            TreeNode root = new TreeNode(data);
            if(left!=0){
                root.left = createTree(br);
            }
            if(right!=0){
                root.right = createTree(br);
            }
            return root;
        }catch(Exception e){
            return null;
        }
    }
}
class TreeNode{
    int val;
    TreeNode left;
    TreeNode right;
    public TreeNode(int val){
        this.val = val;
    }
}