P117、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。二叉树结点的定义如下：
struct BinaryTreeNode{
int m_nValue;
BinaryTreeNode* m_pLeft;
BinaryTreeNode* m_pRight;
}

代码实现：

package com.yyq;

/**

 * Created by Administrator on 2015/9/15.

 */

public class SubstructureInTree {

    public static boolean hashSubTree(BinaryTreeNode pRoot1, BinaryTreeNode pRoot2) {

        boolean result = false;

        if (pRoot1 != null && pRoot2 != null) {

            if (pRoot1.getM_nValue() == pRoot2.getM_nValue()) {

                result = doesTree1HaveTree2(pRoot1, pRoot2);

            }

            if (!result) {

                result = hashSubTree(pRoot1.getM_pLeft(), pRoot2);

            }

            if (!result) {

                result = hashSubTree(pRoot1.getM_pRight(), pRoot2);

            }

        }

        return result;

    }

    public static boolean doesTree1HaveTree2(BinaryTreeNode pRoot1, BinaryTreeNode pRoot2) {

        if (pRoot2 == null)

            return true;

        if (pRoot1 == null)

            return false;

        if (pRoot1.getM_nValue() != pRoot2.getM_nValue())

            return false;

        return doesTree1HaveTree2(pRoot1.getM_pLeft(), pRoot2.getM_pLeft()) && doesTree1HaveTree2(pRoot1.getM_pRight(), pRoot2.getM_pRight());

    }

    // ====================测试代码====================

    public static void Test(String testName, BinaryTreeNode pRoot1, BinaryTreeNode pRoot2, boolean expected) {

        if (hashSubTree(pRoot1, pRoot2) == expected)

            System.out.println(testName + " passed.");

        else

            System.out.println(testName + " fail.");

    }

    // 树中结点含有分叉，树B是树A的子结构

//                  8                8

//              /       \           / \

//             8         7         9   2

//           /   \

//          9     2

//               / \

//              4   7

    public static void Test1() {

        BinaryTreeNode pNodeA1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA2 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA3 = new BinaryTreeNode(7);

        BinaryTreeNode pNodeA4 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeA5 = new BinaryTreeNode(2);

        BinaryTreeNode pNodeA6 = new BinaryTreeNode(4);

        BinaryTreeNode pNodeA7 = new BinaryTreeNode(7);

        pNodeA1.connectTreeNodes(pNodeA2, pNodeA3);

        pNodeA2.connectTreeNodes(pNodeA4, pNodeA5);

        pNodeA5.connectTreeNodes(pNodeA6, pNodeA7);

        BinaryTreeNode pNodeB1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeB2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeB3 = new BinaryTreeNode(2);

        pNodeB1.connectTreeNodes(pNodeB2, pNodeB3);

        Test("Test1", pNodeA1, pNodeB1, true);

        pNodeA1 = null;

        pNodeB1 = null;

    }

    // 树中结点含有分叉，树B不是树A的子结构

//                  8                8

//              /       \           / \

//             8         7         9   2

//           /   \

//          9     3

//               / \

//              4   7

    public static void Test2() {

        BinaryTreeNode pNodeA1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA2 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA3 = new BinaryTreeNode(7);

        BinaryTreeNode pNodeA4 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeA5 = new BinaryTreeNode(3);

        BinaryTreeNode pNodeA6 = new BinaryTreeNode(4);

        BinaryTreeNode pNodeA7 = new BinaryTreeNode(7);

        pNodeA1.connectTreeNodes(pNodeA2, pNodeA3);

        pNodeA2.connectTreeNodes(pNodeA4, pNodeA5);

        pNodeA5.connectTreeNodes(pNodeA6, pNodeA7);

        BinaryTreeNode pNodeB1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeB2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeB3 = new BinaryTreeNode(2);

        pNodeB1.connectTreeNodes(pNodeB2, pNodeB3);

        Test("Test2", pNodeA1, pNodeB1, false);

        pNodeA1 = null;

        pNodeB1 = null;

    }

    // 树中结点只有左子结点，树B是树A的子结构

//                8                  8

//              /                   /

//             8                   9

//           /                    /

//          9                    2

//         /

//        2

//       /

//

    public static void Test3() {

        BinaryTreeNode pNodeA1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA2 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA3 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeA4 = new BinaryTreeNode(2);

        BinaryTreeNode pNodeA5 = new BinaryTreeNode(5);

        pNodeA1.connectTreeNodes(pNodeA2, null);

        pNodeA2.connectTreeNodes(pNodeA3, null);

        pNodeA3.connectTreeNodes(pNodeA4, null);

        pNodeA4.connectTreeNodes(pNodeA5, null);

        BinaryTreeNode pNodeB1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeB2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeB3 = new BinaryTreeNode(2);

        pNodeB1.connectTreeNodes(pNodeB2, null);

        pNodeB2.connectTreeNodes(pNodeB3, null);

        Test("Test3", pNodeA1, pNodeB1, true);

        pNodeA1 = null;

        pNodeB1 = null;

    }

    // 树中结点只有左子结点，树B不是树A的子结构

//                8                  8

//              /                   /

//             8                   9

//           /                    /

//          9                    3

//         /

//        2

//       /

//

    public static void Test4() {

        BinaryTreeNode pNodeA1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA2 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA3 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeA4 = new BinaryTreeNode(2);

        BinaryTreeNode pNodeA5 = new BinaryTreeNode(5);

        pNodeA1.connectTreeNodes(pNodeA2, null);

        pNodeA2.connectTreeNodes(pNodeA3, null);

        pNodeA3.connectTreeNodes(pNodeA4, null);

        pNodeA4.connectTreeNodes(pNodeA5, null);

        BinaryTreeNode pNodeB1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeB2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeB3 = new BinaryTreeNode(3);

        pNodeB1.connectTreeNodes(pNodeB2, null);

        pNodeB2.connectTreeNodes(pNodeB3, null);

        Test("Test4", pNodeA1, pNodeB1, false);

        pNodeA1 = null;

        pNodeB1 = null;

    }

    // 树中结点只有右子结点，树B是树A的子结构

//       8                   8

//        \                   \

//         8                   9

//          \                   \

//           9                   2

//            \

//             2

//              \

//               5

    public static void Test5() {

        BinaryTreeNode pNodeA1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA2 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA3 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeA4 = new BinaryTreeNode(2);

        BinaryTreeNode pNodeA5 = new BinaryTreeNode(5);

        pNodeA1.connectTreeNodes(null, pNodeA2);

        pNodeA2.connectTreeNodes(null, pNodeA3);

        pNodeA3.connectTreeNodes(null, pNodeA4);

        pNodeA4.connectTreeNodes(null, pNodeA5);

        BinaryTreeNode pNodeB1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeB2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeB3 = new BinaryTreeNode(2);

        pNodeB1.connectTreeNodes(null, pNodeB2);

        pNodeB2.connectTreeNodes(null, pNodeB3);

        Test("Test5", pNodeA1, pNodeB1, true);

        pNodeA1 = null;

        pNodeB1 = null;

    }

    // 树A中结点只有右子结点，树B不是树A的子结构

//       8                   8

//        \                   \

//         8                   9

//          \                 / \

//           9               3   2

//            \

//             2

//              \

//               5

    public static void Test6() {

        BinaryTreeNode pNodeA1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA2 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA3 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeA4 = new BinaryTreeNode(2);

        BinaryTreeNode pNodeA5 = new BinaryTreeNode(5);

        pNodeA1.connectTreeNodes(null, pNodeA2);

        pNodeA2.connectTreeNodes(null, pNodeA3);

        pNodeA3.connectTreeNodes(null, pNodeA4);

        pNodeA4.connectTreeNodes(null, pNodeA5);

        BinaryTreeNode pNodeB1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeB2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeB3 = new BinaryTreeNode(3);

        BinaryTreeNode pNodeB4 = new BinaryTreeNode(2);

        pNodeB1.connectTreeNodes(null, pNodeB2);

        pNodeB2.connectTreeNodes(pNodeB3, pNodeB4);

        Test("Test6", pNodeA1, pNodeB1, false);

        pNodeA1 = null;

        pNodeB1 = null;

    }

    // 树A为空树

    public static void Test7() {

        BinaryTreeNode pNodeB1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeB2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeB3 = new BinaryTreeNode(3);

        BinaryTreeNode pNodeB4 = new BinaryTreeNode(2);

        pNodeB1.connectTreeNodes(null, pNodeB2);

        pNodeB2.connectTreeNodes(pNodeB3, pNodeB4);

        Test("Test7", null, pNodeB1, false);

        pNodeB1 = null;

    }

    // 树B为空树

    public static void Test8() {

        BinaryTreeNode pNodeA1 = new BinaryTreeNode(8);

        BinaryTreeNode pNodeA2 = new BinaryTreeNode(9);

        BinaryTreeNode pNodeA3 = new BinaryTreeNode(3);

        BinaryTreeNode pNodeA4 = new BinaryTreeNode(2);

        pNodeA1.connectTreeNodes(null, pNodeA2);

        pNodeA2.connectTreeNodes(pNodeA3, pNodeA4);

        Test("Test8", pNodeA1, null, false);

        pNodeA1 = null;

    }

    // 树A和树B都为空

    public static void Test9() {

        Test("Test9", null, null, false);

    }

    public static void main(String[] args) {

        Test1();

        Test2();

        Test3();

        Test4();

        Test5();

        Test6();

        Test7();

        Test8();

        Test9();

    }

}

输出结果：

Test1 passed.

Test2 passed.

Test3 passed.

Test4 passed.

Test5 passed.

Test6 passed.

Test7 passed.

Test8 passed.

Test9 passed.

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