前言
很多同学应该都能够模拟出一个二叉树，那么又有多少同学能够写出翻转二叉树呢？有一道谷歌面试题：我们90％的工程师使用您编写的软件(Homebrew)，但是您却无法在面试时在白板上写出翻转二叉树这道题，这太糟糕了。
题目
翻转一棵二叉树
示例：
输入：
4
/ \
2 7
/ \ / \
1 3 6 9
输出：
4
/ \
7 2
/ \ / \
9 6 3 1
分析
1、根据示例翻转二叉树就是将所有的左右节点交换即可
2、我们可以取到每一个节点，然后将左右节点交换，当然这是一个递归的操作
3、为便于我们测试，我们采用二叉搜索树演示。
4、二叉搜索树规则：左子节点必须小于父节点，右子节点必须大于父节点，所有左子节点最大值不大于当前父节点，所有右子节点最小值不小于当前父节点。
实战演示
为方便测试我们需要先创建一个构建一颗二叉树的算法，然后再编写翻转二叉树的算法
1、创建一颗搜索二叉树
为了方便演示，我们仅实现添加节点的算法
/**
* 创建二叉搜索树
* 定义 左节点小于父节点，右节点大于父节点
*
*/
private void createTree(Node root,int val){
if(Objects.isNull(root) || val == 0){
return;
}
//封装节点
Node node = new Node(val);
//节点放入
setNode(root,node);
}
/**
* 设置节点
* @param root
* @param node
* @author senfel
* @date 2023/5/4 10:03
* @return void
*/
private void setNode(Node root, Node node) {
if(node.val > root.val){
//右节点
if(root.rightNode == null){
root.rightNode = node;
}else{
setNode(root.rightNode,node);
}
}else if(node.val < root.val){
//左节点
if(root.leftNode == null){
root.leftNode = node;
}else{
setNode(root.leftNode,node);
}
}else{
//相等不做处理
return;
}
}
/**
* 节点
*/
static class Node{
/**
* 值
*/
int val;
/**
* 左节点
*/
Node leftNode;
/**
* 右节点
*/
Node rightNode;
public Node(int val) {
this.val = val;
}
}
2、中序遍历二叉搜索树
为了方便展示我们采用中序遍历二叉树
/**
* 遍历打印二叉搜索树
* 中序打印
* @param node
* @author senfel
* @date 2023/5/4 10:28
* @return void
*/
public void toString(Node node){
if(Objects.isNull(node)){
return;
}
toString(node.leftNode);
System.err.println("node-val:"+node.val);
toString(node.rightNode);
}
3、根据题意创建二叉搜索树并展示
3.1 创建二叉搜索树测试用例
public static void main(String[] args) {
Node node = new Node(4);
ReverseTreeDemo reverTreeDemo = new ReverseTreeDemo();
reverTreeDemo.createTree(node,2);
reverTreeDemo.createTree(node,7);
reverTreeDemo.createTree(node,1);
reverTreeDemo.createTree(node,3);
reverTreeDemo.createTree(node,6);
reverTreeDemo.createTree(node,9);
System.err.println(node);
reverTreeDemo.toString(node);
}
3.2 查看测试结果
3.3 中序打印二叉树结果
node-val:1
node-val:2
node-val:3
node-val:4
node-val:6
node-val:7
node-val:9
4
/ \
2 7
/ \ / \
1 3 6 9
4、算法增加二叉树翻转方法
/**
* 翻转节点
* 为了符合题意，相当于左右子树交换位置
* @param root
* @author senfel
* @date 2023/5/4 10:37
* @return void
*/
private void reverseNode(Node root){
if(Objects.isNull(root)){
return;
}
Node rightNode = root.rightNode;
root.rightNode = root.leftNode;
root.leftNode = rightNode;
if(root.leftNode != null){
reverseNode(root.leftNode);
}
if(root.rightNode != null){
reverseNode(root.rightNode);
}
}
5、根据题意测试翻转二叉树结果
5.1 创建翻转测试用例
public static void main(String[] args) {
Node node = new Node(4);
ReverseTreeDemo reverTreeDemo = new ReverseTreeDemo();
reverTreeDemo.createTree(node,2);
reverTreeDemo.createTree(node,7);
reverTreeDemo.createTree(node,1);
reverTreeDemo.createTree(node,3);
reverTreeDemo.createTree(node,6);
reverTreeDemo.createTree(node,9);
System.err.println(node);
reverTreeDemo.toString(node);
//翻转树的左右节点
reverTreeDemo.reverseNode(node);
System.err.println(node);
reverTreeDemo.toString(node);
}
5.2 查看翻转结果
5.3 中序遍历二叉树翻转结果
node-val:9
node-val:7
node-val:6
node-val:4
node-val:3
node-val:2
node-val:1
4
/ \
7 2
/ \ / \
9 6 3 1
6、完整代码
/**
* 翻转二叉树demo
* @author senfel
* @version 1.0
* @date 2023/5/4 9:38
*/
public class ReverseTreeDemo {
/**
* 创建二叉搜索树
* 定义 左节点小于父节点，右节点大于父节点
*
*/
private void createTree(Node root,int val){
if(Objects.isNull(root) || val == 0){
return;
}
//封装节点
Node node = new Node(val);
//节点放入
setNode(root,node);
}
/**
* 设置节点
* @param root
* @param node
* @author senfel
* @date 2023/5/4 10:03
* @return void
*/
private void setNode(Node root, Node node) {
if(node.val > root.val){
//右节点
if(root.rightNode == null){
root.rightNode = node;
}else{
setNode(root.rightNode,node);
}
}else if(node.val < root.val){
//左节点
if(root.leftNode == null){
root.leftNode = node;
}else{
setNode(root.leftNode,node);
}
}else{
//相等不做处理
return;
}
}
/**
* 节点
*/
static class Node{
/**
* 值
*/
int val;
/**
* 左节点
*/
Node leftNode;
/**
* 右节点
*/
Node rightNode;
public Node(int val) {
this.val = val;
}
}
/**
* 翻转节点
* 为了符合题意，相当于左右子树交换位置
* @param root
* @author senfel
* @date 2023/5/4 10:37
* @return void
*/
private void reverseNode(Node root){
if(Objects.isNull(root)){
return;
}
Node rightNode = root.rightNode;
root.rightNode = root.leftNode;
root.leftNode = rightNode;
if(root.leftNode != null){
reverseNode(root.leftNode);
}
if(root.rightNode != null){
reverseNode(root.rightNode);
}
}
/**
* 遍历打印二叉搜索树
* 中序打印
* @param node
* @author senfel
* @date 2023/5/4 10:28
* @return void
*/
public void toString(Node node){
if(Objects.isNull(node)){
return;
}
toString(node.leftNode);
System.err.println("node-val:"+node.val);
toString(node.rightNode);
}
/**
* 测试用例
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
Node node = new Node(4);
ReverseTreeDemo reverTreeDemo = new ReverseTreeDemo();
reverTreeDemo.createTree(node,2);
reverTreeDemo.createTree(node,7);
reverTreeDemo.createTree(node,1);
reverTreeDemo.createTree(node,3);
reverTreeDemo.createTree(node,6);
reverTreeDemo.createTree(node,9);
System.err.println(node);
reverTreeDemo.toString(node);
//翻转树的左右节点
reverTreeDemo.reverseNode(node);
System.err.println(node);
reverTreeDemo.toString(node);
}
}