LeetCode 1379. 找出克隆二叉树中的相同节点_找出两个树相同的部分

给你两棵二叉树，原始树 original 和克隆树 cloned，以及一个位于原始树 original 中的目标节点 target。

其中，克隆树 cloned 是原始树 original 的一个 副本 。

请找出在树 cloned 中，与 target 相同 的节点，并返回对该节点的引用（在 C/C++ 等有指针的语言中返回 节点指针，其他语言返回节点本身）。

注意：你 不能 对两棵二叉树，以及 target 节点进行更改。只能 返回对克隆树 cloned 中已有的节点的引用。

示例 1:

输入: tree = [7,4,3,null,null,6,19], target = 3
输出: 3
解释: 上图画出了树 original 和 cloned。target 节点在树 original 中，用绿色标记。答案是树 cloned 中的黄颜色的节点（其他示例类似）。

提示：
树中节点的数量范围为 [1, 104] 。
同一棵树中，没有值相同的节点。
target 节点是树 original 中的一个节点，并且不会是 null 。

进阶：如果树中允许出现值相同的节点，将如何解答？

法一：BFS迭代搜索，首先是树中没有重复值节点的代码：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */

class Solution {
public:
    TreeNode* getTargetCopy(TreeNode* original, TreeNode* cloned, TreeNode* target) {
        deque<TreeNode *> nodeQueue;
        nodeQueue.push_back(cloned);
        while (nodeQueue.size()) {
            TreeNode *head = nodeQueue.front();
            if (head->val == target->val) {
                return head;
            } 

            if (head->left != nullptr) {
                nodeQueue.push_back(head->left);
            }
            if (head->right != nullptr) {
                nodeQueue.push_back(head->right);
            }
            nodeQueue.pop_front();
        }

        return nullptr;
    }
};
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其次是树中有重复值节点的BFS迭代代码，由于有了重复值，我们只能通过比较地址值而不是节点值获取目标节点：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */

class Solution {
public:
    TreeNode* getTargetCopy(TreeNode* original, TreeNode* cloned, TreeNode* target) {
        deque<TreeNode *> nodeQueue;
        deque<TreeNode *> clonedQueue;
        nodeQueue.push_back(original);
        clonedQueue.push_back(cloned);
        while (nodeQueue.size()) {
            TreeNode *head = nodeQueue.front();
            TreeNode *cloneHead = clonedQueue.front();
            if (target == head) {
                return cloneHead;
            } 

            if (head->left != nullptr) {
                nodeQueue.push_back(head->left);
                clonedQueue.push_back(cloneHead->left);
            }
            if (head->right != nullptr) {
                nodeQueue.push_back(head->right);
                clonedQueue.push_back(cloneHead->right);
            }
            nodeQueue.pop_front();
            clonedQueue.pop_front();
        }

        return nullptr;
    }
};
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如果n为树中节点数量，此方法时间复杂度为O（n），空间复杂度为O（n）。

法二：递归DFS搜索，以下是当树中有相同值时的代码：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */

class Solution {
public:
    TreeNode* getTargetCopy(TreeNode* original, TreeNode* cloned, TreeNode* target) {
        if (original == target) {
            return cloned;
        }
        
        if (original->left == nullptr && original->right == nullptr) {
            return nullptr;
        }

        TreeNode *leftResult = nullptr;
        if (original->left != nullptr) {
            leftResult = getTargetCopy(original->left, cloned->left, target);
        }
        
        // 如果已经找到了，就不再检查右子树
        if (leftResult != nullptr) {
            return leftResult;
        }

        TreeNode *rightResult = nullptr;
        if (original->right != nullptr) {
            rightResult = getTargetCopy(original->right, cloned->right, target);
        }

        return rightResult;
    }
};
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当树中没有相同值时，直接对clone和target递归即可，递归返回条件改为两节点值相同时返回。

法三：迭代DFS，以下是所有节点值都不同的代码：

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */

class Solution {
public:
    TreeNode* getTargetCopy(TreeNode* original, TreeNode* cloned, TreeNode* target) {
        stack<TreeNode *> originalStk;
        originalStk.push(cloned);

        while (originalStk.size()) {
            TreeNode *top = originalStk.top();
            originalStk.pop();    // 需要在将子节点压栈前将栈顶元素出栈，否则会导致无限循环
            if (top->val == target->val) {
                return top;
            }

            if (top->left != nullptr) {
                originalStk.push(top->left);
            }
            if (top->right != nullptr) {
                originalStk.push(top->right);
            }
        }

        return nullptr;
    }
};
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如果树中元素允许不同，则需要两个栈同时操作，比较地址来找到target。