剑指offer 面试题18 树的子结构

剑指offer 面试题18 树的子结构

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/**
* Created by liyazhou on 2017/5/26.
* 面试题 18：树的子结构
*
* 题目：
*      输入两棵二叉树 A 和 B，判断 B 是不是 A 的子结构。
*      二叉树的定义如下：
*
* 问题：
*      1. 树中的指针操作
*      2. 边界条件的检查
*
* 思路：
*      1. 递归
*      2. 第一，判断 A 的根结点和 B 的根结点是否相等
*         如果不相等，判断 A 的左孩子和 B 的根结点是否相等
*         如果不相等，判断 A 的右孩子和 B 的根结点是否相等
*         递归执行，直到找到与 B 的根结点相等的结点 R
*
*         第二，判断 B 的左右孩子结点和 R 的左右孩子结点是否分别相等
*         如果不相等，返回 false
*         如果相等，则递归判断对应的后代结点是否相等
*
*/

class TreeNode{
int value;
TreeNode left;
TreeNode right;

public TreeNode(){}
public TreeNode(int value){ this.value = value; }
public void setChildren(TreeNode left, TreeNode right){
this.left = left;
this.right = right;
}
}

public class Test18 {

/**
* 判断一个树中是否包含另一个树的结构
* @param root1 树1的根结点
* @param root2 树2的根结点
* @return 包含返回 true，不包含返回 false
*/
public static boolean hasSubtree(TreeNode root1, TreeNode root2){
// if (root1 == null || root2 == null) throw new RuntimeException("Invalid input.");

boolean contains = false;
if (root1 != null && root2 != null){
// 递归终止条件，
// 找到和第二棵树的根结点root2相等的结点
// 判断以当前结点为根结点的子树是否包含以 root2 为根结点的树
if (root1.value == root2.value) contains = contains(root1, root2);

// 如果当前结点和root2 "不相等"（以当前结点为根结点的子树不包含以 root2 为根结点的树），
// 则判断左孩子结点和 root2 是否相等
if (!contains) contains = hasSubtree(root1.left, root2);
// 如果当前结点和root2 "不相等"（以当前结点为根结点的子树不包含以 root2 为根结点的树），
// 则判断右孩子结点和 root2 是否相等
if (!contains) contains = hasSubtree(root1.right, root2);
}

return contains;
}

/**
* 判断一个树中是否包含另一个树的结构，其中两个树的的根结点相等
* @param root1 树 1 的根结点
* @param root2 树 2 的根结点
* @return 包含返回 true， 不包含返回 false
*/
private static boolean contains(TreeNode root1, TreeNode root2){
// 1. 递归终止条件
if (root2 == null) return true;   // 树 2 遍历结束
if (root1 == null) return false;  // 树 1 遍历结束，而树 2 还没有遍历结束
if (root1.value != root2.value) return false;  // 存在对应的结点不相等的情况

// 2. 递归操作
return contains(root1.left, root2.left) && contains(root1.right, root2.right);
}

public static void main(String[] args){
TreeNode root1 = generateTree1();
TreeNode root2 = generateTree2();

boolean contains = Test18.hasSubtree(root1, root2);
System.out.println(contains);
}

private static TreeNode generateTree1() {
TreeNode root0 = new TreeNode(8);
TreeNode root1 = new TreeNode(8);
TreeNode root2 = new TreeNode(7);
TreeNode root3 = new TreeNode(9);
TreeNode root4 = new TreeNode(2);
TreeNode root5 = new TreeNode(4);
TreeNode root6 = new TreeNode(7);

root0.setChildren(root1, root2);
root1.setChildren(root3, root4);
root4.setChildren(root5, root6);

return root0;
}

private static TreeNode generateTree2() {
TreeNode root0 = new TreeNode(8);
TreeNode root1 = new TreeNode(9);
TreeNode root2 = new TreeNode(3);

root0.setChildren(root1, root2);

return root0;
}

}