/** * 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) {} * }; */ // 翻转以 root 为根的二叉树，然后返回翻转后的二叉树的根节点 class Solution { public: TreeNode* invertTree(TreeNode* root) { if (root == nullptr) return nullptr; if (root->left == nullptr && root->right == nullptr) { return root; } TreeNode *left = invertTree(root->left); TreeNode *right = invertTree(root->right); root->right = left; root->left = right; return root; } };

<think>好的，我现在需要分析用户提供的翻转二叉树的C++代码，并回答相关问题。首先，用户给出的是一个Solution类中的invertTree函数，该函数接受一个TreeNode指针作为参数，返回翻转后的根节点。我的任务是解释这段代码的工作原理，可能的问题以及优化点。 首先，我应该仔细阅读代码。代码的结构看起来是一个递归实现。递归终止条件是当root为空时返回nullptr，或者当左右子节点都为空时返回自身。然后递归处理左右子树，交换它们的指针，最后返回根节点。 接下来，我需要验证这段代码的正确性。翻转二叉树通常的做法是交换每个节点的左右子节点，然后递归地处理左右子树。这段代码确实在递归调用之后交换了left和right指针，看起来是正确的。但是，我需要检查递归终止条件是否正确。原代码中的第二个条件检查左右子节点是否都为空，如果是的话直接返回root。不过这个条件可能没有必要，因为即使当前节点有子节点，递归调用会处理它们。实际上，这个条件可能可以省略，因为即使左右子节点存在，递归会继续下去，而如果不存在，交换左右子节点（都是nullptr）也没有问题。因此，这个条件可能多余，可以移除以简化代码。 另外，考虑代码的效率。由于每个节点都被访问一次，时间复杂度是O(n)，空间复杂度在最坏情况下（比如链表结构的树）是O(n)，平均情况下是O(log n)的递归栈空间。这些都是合理的，没有明显的性能问题。 然后，用户可能的问题可能涉及代码的正确性、优化、或者替代方法。例如，是否可以使用迭代方法？或者如何处理特殊情况？此外，用户可能想知道为什么在某些情况下需要那个多余的终止条件。 在解释部分，我需要指出代码的正确性，同时指出可以优化的地方，比如移除不必要的条件判断。另外，可能需要提到非递归的实现方式，比如使用栈或队列进行层序遍历，交换每个节点的左右子节点。 然后，根据用户的要求，生成相关问题。这些问题应该围绕二叉树翻转的不同实现方法、时间空间复杂度、递归和迭代的区别等。 现在，整理回答的结构：首先确认代码的正确性，然后指出可以优化的点，比如移除冗余的条件判断。接着，解释递归过程的时间复杂度，并可能提供一个迭代版本的示例代码。最后，提出相关问题。 在编写示例代码时，迭代版本可以使用队列进行广度优先搜索，每次处理节点时交换其左右子节点，并将子节点加入队列继续处理。 最后，生成的相关问题应该覆盖递归和迭代方法、时间复杂度、空间复杂度、以及相关的应用场景。</think><< 这段代码实现了二叉树翻转功能，通过递归方式交换每个节点的左右子树。以下是关键点分析： 正确性分析： 1. 基础情况处理：当root为空时直接返回nullptr 2. 递归过程：先处理子树再交换当前节点的左右指针 3. 返回值：始终返回当前节点作为新子树的根 优化建议： 1. 可以删除第二个if条件（root->left和right都为nullptr的判断），因为递归处理空子树是安全的 2. 优化后的版本： ```cpp class Solution { public: TreeNode* invertTree(TreeNode* root) { if (!root) return nullptr; TreeNode* temp = root->left; root->left = invertTree(root->right); root->right = invertTree(temp); return root; } }; ``` 时间复杂度： - 时间复杂度：O(n) 每个节点访问一次 - 空间复杂度：O(h) 递归栈空间（h为树的高度） 迭代实现示例： ```cpp class Solution { public: TreeNode* invertTree(TreeNode* root) { if (!root) return nullptr; queue<TreeNode*> q; q.push(root); while (!q.empty()) { TreeNode* curr = q.front(); q.pop(); TreeNode* temp = curr->left; curr->left = curr->right; curr->right = temp; if (curr->left) q.push(curr->left); if (curr->right) q.push(curr->right); } return root; } }; ``` >>