572. 另一棵树的子树

题目

给你两棵二叉树 root 和 subRoot 。检验 root 中是否包含和 subRoot 具有相同结构和节点值的子树。如果存在，返回 true ；否则，返回 false 。

二叉树 tree 的一棵子树包括 tree 的某个节点和这个节点的所有后代节点。tree 也可以看做它自身的一棵子树。

解题思路

该问题可以分解成两个子问题：

1. 如何判断两棵树是否相同？
2. 如何在主树中寻找可能的子树？

判断两棵树是否相同（isSameTree）
两棵树相同的条件是：

• 根节点值相同
• 左子树相同
• 右子树相同

递归终止条件：

• 如果两个节点都为空，返回 true
• 如果一个为空另一个不为空，返回 false
• 如果两个节点的值不同，返回 false

寻找子树（isSubtree）
我们需要从主树的每个节点出发，判断以该节点为根的子树是否与目标子树相同：

• 如果当前节点为空，返回 false（空树不可能包含非空子树）
• 检查当前节点为根的树是否与目标子树相同
• 如果不同，递归检查左子树和右子树

解题

1. 提前判断特殊情况：
   • 如果 subRoot 为空，根据定义，空树是任何树的子树，返回 true
   • 如果 root 为空但 subRoot 不为空，显然返回 false
2. 递归的顺序：
   • 先判断当前树是否与子树相同
   • 再递归检查左右子树

代码

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     struct TreeNode *left;
 *     struct TreeNode *right;
 * };
 */
bool isSameTree(struct TreeNode* p, struct TreeNode* q) {
    // 如果两个节点都为NULL，认为相同
    if (p == NULL && q == NULL) return true;
    
    // 如果一个为NULL，一个不为NULL，认为不同
    if (p == NULL || q == NULL) return false;
    
    // 如果值不同，认为不同
    if (p->val != q->val) return false;
    
    // 递归比较左右子树
    return isSameTree(p->left, q->left) && isSameTree(p->right, q->right);
}

bool isSubtree(struct TreeNode* root, struct TreeNode* subRoot) {
    // 如果子树为空，根据定义，空树是任何树的子树
    if(subRoot == NULL){
        return true;
    }

    // 如果主树为空但子树不为空，返回false
    if(root == NULL){
        return false;
    }

    // 检查当前树是否与子树相同
    if(!isSameTree(root, subRoot)){
        // 递归判断左右子树和subRoot是否相同
        return isSubtree(root->left, subRoot) || isSubtree(root->right, subRoot);
    } else{
        return true;
    }
}

改进代码