# 「力扣」第 993 题：二叉树的堂兄弟节点（简单）
# 题目描述
在二叉树中，根节点位于深度 0 处，每个深度为 k 的节点的子节点位于深度 k+1 处。
如果二叉树的两个节点深度相同，但 父节点不同 ，则它们是一对堂兄弟节点。
我们给出了具有唯一值的二叉树的根节点 root ，以及树中两个不同节点的值 x 和 y 。
只有与值 x 和 y 对应的节点是堂兄弟节点时，才返回 true 。否则，返回 false。
示例 1：
输入：root = [1,2,3,4], x = 4, y = 3
输出：false
示例 2：
输入：root = [1,2,3,null,4,null,5], x = 5, y = 4
输出：true
示例 3：
输入：root = [1,2,3,null,4], x = 2, y = 3
输出：false
提示：
- 二叉树的节点数介于
2到100之间。 - 每个节点的值都是唯一的、范围为
1到100的整数。
# 思路分析
- 依据定义，只要两个结点的层数相同，并且父结点不一样，它们就是堂兄弟结点。为此我们可以通过遍历获得这棵树的所有结点的信息；
- 这里记住这棵树里结点的信息很重要，为此我们要利用好「哈希表」这个数据结构；
- 注意题目中说「每个结点的值唯一」。
下面提供「深度优先遍历」和「广度优先遍历」的参考代码。
# 方法一：深度优先遍历
第 2 个选项卡的代码是按照官方题解的思路写出来的。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
class TreeNode {
int val;
TreeNode left;
TreeNode right;
TreeNode(int x) {
val = x;
}
}
public class Solution {
// 深度优先遍历
public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
Map<Integer, Integer> depth = new HashMap<>();
Map<Integer, TreeNode> parent = new HashMap<>();
// 结点 0 是一个特殊值，表示根结点
dfs(root, 0, depth, parent);
return depth.get(x).equals(depth.get(y)) && parent.get(x) != parent.get(y);
}
private void dfs(TreeNode currentNode,
int currentDepth,
Map<Integer, Integer> depth,
Map<Integer, TreeNode> parent) {
depth.put(currentNode.val, currentDepth);
if (currentNode.left != null) {
dfs(currentNode.left, currentDepth + 1, depth, parent);
parent.put(currentNode.left.val, currentNode);
}
if (currentNode.right != null) {
dfs(currentNode.right, currentDepth + 1, depth, parent);
parent.put(currentNode.right.val, currentNode);
}
}
}
/**
* Definition for a binary tree node.
* public class TreeNode {
* int val;
* TreeNode left;
* TreeNode right;
* TreeNode() {}
* TreeNode(int val) { this.val = val; }
* TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
* this.val = val;
* this.left = left;
* this.right = right;
* }
* }
*/
public class Solution {
// 深度优先遍历
public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
Map<Integer, Integer> depth = new HashMap<>();
Map<Integer, TreeNode> parent = new HashMap<>();
dfs(root, null, depth, parent);
return depth.get(x).equals(depth.get(y)) && parent.get(x) != parent.get(y);
}
private void dfs(TreeNode node,
TreeNode parentNode,
Map<Integer, Integer> depth,
Map<Integer, TreeNode> parent) {
if (node == null) {
return;
}
if (parentNode == null) {
// 结点 0 是一个特殊值，表示根结点
depth.put(node.val, 0);
} else {
depth.put(node.val, depth.get(parentNode.val) + 1);
}
parent.put(node.val, parentNode);
dfs(node.left, node, depth, parent);
dfs(node.right, node, depth, parent);
}
}
复杂度分析：
- 时间复杂度：
，其中 是给定树中结点的数量； - 空间复杂度：
。
# 方法二：广度优先遍历
1、紧抓堂兄弟结点的定义：如果二叉树的两个节点深度相同，但父节点不同，则它们是一对堂兄弟节点。很显然，可以使用层序优先遍历（广度优先遍历）。
2、二叉树的两个节点深度相同，这里的“深度”，即经过层序优先遍历以后，两个结点在同一层；
3、满足在同一层的前提下，如何判断“父节点不同”呢？我们把父节点相同这件事情排除掉就好啦。具体做法是：如果子结点为空时，设置一个占位的数值。因为题目中说“每个结点的值都是唯一的、范围为 False，也不用往下看了。不是这种情况的话，可以返回 True。
下面看几个具体的例子：
import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Map;
import java.util.Queue;
public class Solution {
public boolean isCousins(TreeNode root, int x, int y) {
if (root == null) {
return false;
}
Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
queue.add(root);
// key：当前层结点值，value：当前层结点输出的下标
// 这个 currentLevel 每次使用完都得清空
Map<Integer, Integer> currentLevel = new HashMap<>();
while (!queue.isEmpty()) {
int size = queue.size();
for (int i = 0; i < size; i++) {
TreeNode head = queue.poll();
if (head != null) {
currentLevel.put(head.val, i);
queue.add(head.left);
queue.add(head.right);
}
}
if (currentLevel.containsKey(x) && currentLevel.containsKey(y)) {
int index1 = currentLevel.get(x);
int index2 = currentLevel.get(y);
if (index1 > index2) {
int temp = index1;
index1 = index2;
index2 = temp;
}
if (index1 + 1 == index2 && (index1 % 2) == 0) {
return false;
}
return true;
}
if (currentLevel.containsKey(x) || currentLevel.containsKey(y)) {
return false;
}
currentLevel.clear();
}
return false;
}
}
复杂度分析：
- 时间复杂度：
； - 空间复杂度：
。
作者：liweiwei1419 链接：https://suanfa8.com/tree/solutions/0993-cousins-in-binary-tree 来源：算法吧 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。