226. 翻转二叉树

给你一棵二叉树的根节点 root ，翻转这棵二叉树，并返回其根节点。

示例 1：

输入： root = [4,2,7,1,3,6,9]
输出：[4,7,2,9,6,3,1]

示例 2：

输入： root = [2,1,3]
输出：[2,3,1]

示例 3：

输入： root = []
输出：[]

提示：

• 树中节点数目范围在 [0, 100] 内
• $-100\le Node.val\le 100$

解法一(BFS+队列)

思路分析：

1. 对二叉树进行层序遍历，每遍历一个节点，则将其左右节点进行反转

实现代码如下：

class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root != null) {
            Queue<TreeNode> queue = new ArrayDeque<>();
            queue.offer(root);
            while (!queue.isEmpty()) {
                int size = queue.size();
                for (int i = 0; i < size; ++ i) {
                    TreeNode node = queue.poll();
                    // 进行左右节点交换
                    TreeNode temp = node.left;
                    node.left = node.right;
                    node.right = temp;
                    if (node.left != null) queue.offer(node.left);
                    if (node.right != null) queue.offer(node.right);
                }
            }
        }
        return root;
    }
}

提交结果如下：

解答成功:
执行耗时:0 ms,击败了100.00% 的Java用户
内存消耗:40 MB,击败了8.36% 的Java用户

复杂度分析：

• 时间复杂度：$O(n)$

• 空间复杂度：$O(n)$

解法二(递归)

思路分析：

1. 对于翻转二叉树，即交换二叉树每个节点的左右子节点，即可实现翻转，交换过程具有重复性，因此考虑使用迭代和递归来实现，因为感觉递归更简单，则使用递归

2. 首先思考递归的参数，因为实现翻转二叉树，因此参数中传递二叉树节点即可，对于返回值，因为要对二叉树进行改变，所以应该返回交换好的二叉树节点

3. 对于递归的边界条件，即当二叉树节点为null时，返回null即可

4. 对于交换过程，则先保存好该节点的左子节点，然后左子节点重新赋值为已经交换好的该节点的右子二叉树，同理，右子树重新赋值为已经交换好的该节点的左子二叉树

实现代码如下：

class Solution {
    public TreeNode invertTree(TreeNode root) {
        if (root != null) {
            root = doInvertTree(root);
        }
        return root;
    }
    private TreeNode doInvertTree(TreeNode node) {
        if (node == null)
            return null;
        TreeNode temp = node.left;
        node.left = doInvertTree(node.right);
        node.right = doInvertTree(temp);
        return node;
    }
}

提交结果如下：

解答成功:
执行耗时:0 ms,击败了100.00% 的Java用户
内存消耗:39.9 MB,击败了11.22% 的Java用户

复杂度分析：

• 时间复杂度：$O(n)$

• 空间复杂度：$O(n)$