LeetCode 226. 翻转二叉树：递归反转二叉树的 Python 实现

在计算机科学中，二叉树是一种非线性数据结构，它具有以下特性：

• 每个节点最多有两个子节点，分别称为左子节点和右子节点。
• 每个节点都有一个值，称为节点值。
• 树中没有环。

翻转二叉树 是指将一棵二叉树的左右子树互换，从而创建一个镜像版本。

使用递归实现

我们可以使用递归算法来翻转一棵二叉树。递归算法是一种函数反复调用自身，直到满足特定终止条件。在翻转二叉树的情况下，终止条件是到达叶子节点（没有子节点的节点）。

以下是使用 Python 实现的递归算法：

def invert_tree(root):
  """
  翻转一棵二叉树。

  参数：
    root: 二叉树的根节点。

  返回：
    翻转后的二叉树的根节点。
  """
  if root is None:
    return None

  # 交换左右子树
  root.left, root.right = root.right, root.left

  # 对左右子树进行递归翻转
  invert_tree(root.left)
  invert_tree(root.right)

  return root

算法复杂度

该算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是二叉树中的节点数。该算法需要遍历树中的每个节点，因此时间复杂度与树的大小成正比。

范例

以下是使用该算法翻转一棵二叉树的示例：

class TreeNode:
  def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
    self.val = val
    self.left = left
    self.right = right

root = TreeNode(4)
root.left = TreeNode(2)
root.right = TreeNode(7)
root.left.left = TreeNode(1)
root.left.right = TreeNode(3)
root.right.left = TreeNode(6)
root.right.right = TreeNode(9)

invert_tree(root)

翻转后的二叉树如下所示：

        4
      /   \
     7     2
   / \   / \
  9   6 3   1

结论

翻转二叉树是一道经典的递归算法问题。使用递归算法，我们可以有效地翻转一棵二叉树，从而创建一个镜像版本。本教程提供了使用 Python 实现的递归算法，并提供了算法复杂度和范例。