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如何在 Go 中正确比较两棵二叉树是否完全相同

碧海醫心

碧海醫心

发布时间:2026-02-08 19:37:15

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来源于php中文网

原创

如何在 Go 中正确比较两棵二叉树是否完全相同

本文详解 go 语言中递归比较两棵二叉树结构与节点值是否完全一致的实现方法,指出常见逻辑错误(如左右子树错配),并提供健壮、可读性强的标准解法。

在 Go 中判断两棵二叉树是否「完全相同」,需同时满足两个条件:

  1. 结构相同:两棵树的拓扑结构(即每个节点的左右子树存在性)完全一致;
  2. 值相同:所有对应位置的节点 val 值严格相等。

题中代码的核心问题出现在递归调用的第二处——isSameTree(p.right, q.left) 错误地将 p 的右子树与 q 的左子树进行比较,破坏了结构对齐逻辑。正确做法是保持子树层级映射关系:p.left ↔ q.left,p.right ↔ q.right。

以下是修正后的完整实现(已优化边界判断逻辑,更简洁且符合 Go 惯例):

package main

import "fmt"

type TreeNode struct {
    Val   int
    Left  *TreeNode
    Right *TreeNode
}

// isSameTree 判断两棵二叉树是否完全相同(结构 + 值)
func isSameTree(p, q *TreeNode) bool {
    // 两者均为空:相同 ✅
    if p == nil && q == nil {
        return true
    }
    // 仅其一为空:结构不同 ❌
    if p == nil || q == nil {
        return false
    }
    // 值不同,或左右子树任一不匹配:不同 ❌
    return p.Val == q.Val &&
        isSameTree(p.Left, q.Left) &&
        isSameTree(p.Right, q.Right)
}

func main() {
    // 构建测试树 p:   1         q:   1
    //               / \             / \
    //              2   3           2   3
    p := &TreeNode{Val: 1}
    p.Left = &TreeNode{Val: 2}
    p.Right = &TreeNode{Val: 3}

    q := &TreeNode{Val: 1}
    q.Left = &TreeNode{Val: 2}
    q.Right = &TreeNode{Val: 3}

    fmt.Println("is same?:", isSameTree(p, q)) // 输出: true

    // 额外验证:结构不同的情形
    r := &TreeNode{Val: 1}
    r.Left = &TreeNode{Val: 2}
    // r.Right 未赋值 → nil
    fmt.Println("p vs r:", isSameTree(p, r)) // 输出: false
}

关键改进说明

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  • 使用 p == nil || q == nil 合并两种空指针情形,避免冗余分支;
  • 字段名统一为 Val/Left/Right(Go 社区惯例,首字母大写导出);
  • 递归调用严格保持左右子树一一对应,杜绝 q.left 误写为 q.right 类型错误;
  • 函数签名省略冗余括号,符合 Go 代码风格(func isSameTree(p, q *TreeNode) bool)。

⚠️ 注意事项

  • 此算法时间复杂度为 O(min(m,n)),空间复杂度为 O(h),其中 h 是树的高度(递归深度);
  • 若需支持含 nil 子节点但结构不同的场景(如 p: [1,2,null] vs q: [1,2,3]),当前逻辑已天然覆盖(因 nil 与非 nil 指针比较直接返回 false);
  • 生产环境建议增加单元测试,覆盖 nil 树、单节点、完全不平衡树等边界 case。

掌握这一模式,不仅适用于 isSameTree,也是实现 isSubtree、isSymmetric 等树相关算法的基础范式。

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