给定一个二叉树,判断它是否是高度平衡的二叉树。
本题中,一棵高度平衡二叉树定义为:

一个二叉树每个节点 的左右两个子树的高度差的绝对值不超过 1 。


示例 1:
[110]平衡二叉树 - 图1

  1. 输入:root = [3,9,20,null,null,15,7]
  2. 输出:true

示例 2:
[110]平衡二叉树 - 图2

输入:root = [1,2,2,3,3,null,null,4,4]
输出:false

示例 3:

输入:root = []
输出:true


提示:

  • 树中的节点数在范围 [0, 5000]
  • -10 <= Node.val <= 10

    顶向下的递归

    /**
    * Definition for a binary tree node.
    * struct TreeNode {
    *     int val;
    *     TreeNode *left;
    *     TreeNode *right;
    *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
    *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
    *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
    * };
    */
    class Solution {
    public:
      bool isBalanced(TreeNode* root) {
          if(root == nullptr){
              return true;
          }
          cout<<depth(root->right)<<endl;
          return isBalanced(root->left) && isBalanced(root->right) && abs(depth(root->left) - depth(root->right))<=1;       
      }
      int depth(TreeNode* root){
          if(root == nullptr) return 0;
          return max(depth(root->left), depth(root->right)) + 1;
      }
    };
    
    上方法由于是自顶向下递归,因此对于同一个节点,函数 height 会被重复调用,导致时间复杂度较高。如果使用自底向上的做法,则对于每个节点,函数 height 只会被调用一次。

自底向上递归的做法类似于后序遍历,对于当前遍历到的节点,先递归地判断其左右子树是否平衡,再判断以当前节点为根的子树是否平衡。如果一棵子树是平衡的,则返回其高度(高度一定是非负整数),否则返回 -1。如果存在一棵子树不平衡,则整个二叉树一定不平衡。

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool isBalanced(TreeNode* root) {
        return depth(root) >= 0;       
    }
    int depth(TreeNode* root){
        if(root == nullptr) return 0;
        int left = depth(root->left);
        int right= depth(root->right);
        if(left == -1 || right == -1 || abs(left - right) > 1){
            return -1;
        }else{
            return max(left, right) + 1;
        }
        return max(depth(root->left), depth(root->right)) + 1;
    }
};