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# 100. 相同的树
[力扣题目链接](https://leetcode.cn/problems/same-tree/)
给定两个二叉树，编写一个函数来检验它们是否相同。
如果两个树在结构上相同，并且节点具有相同的值，则认为它们是相同的。
# 思路
在[101.对称二叉树](https://programmercarl.com/0101.对称二叉树.html)中，我们讲到对于二叉树是否对称，要比较的是根节点的左子树与右子树是不是相互翻转的，理解这一点就知道了**其实我们要比较的是两个树（这两个树是根节点的左右子树）**，所以在递归遍历的过程中，也是要同时遍历两棵树。
理解这一本质之后，就会发现，求二叉树是否对称，和求二叉树是否相同几乎是同一道题目。
**如果没有读过[二叉树：我对称么？](https://programmercarl.com/0101.对称二叉树.html)这一篇，请认真读完再做这道题，就会有感觉了。**
递归三部曲中：
1. 确定递归函数的参数和返回值
我们要比较的是两个树是否是相互相同的，参数也就是两个树的根节点。
返回值自然是bool类型。
代码如下：
```
bool compare(TreeNode* tree1, TreeNode* tree2)
```
分析过程同[101.对称二叉树](https://programmercarl.com/0101.对称二叉树.html)。
2. 确定终止条件
**要比较两个节点数值相不相同，首先要把两个节点为空的情况弄清楚！否则后面比较数值的时候就会操作空指针了。**
节点为空的情况有：
* tree1为空，tree2不为空，不对称，return false
* tree1不为空，tree2为空，不对称 return false
* tree1，tree2都为空，对称，返回true
此时已经排除掉了节点为空的情况，那么剩下的就是tree1和tree2不为空的时候：
* tree1、tree2都不为空，比较节点数值，不相同就return false
此时tree1、tree2节点不为空，且数值也不相同的情况我们也处理了。
代码如下：
```CPP
if (tree1 == NULL && tree2 != NULL) return false;
else if (tree1 != NULL && tree2 == NULL) return false;
else if (tree1 == NULL && tree2 == NULL) return true;
else if (tree1->val != tree2->val) return false; // 注意这里我没有使用else
```
分析过程同[101.对称二叉树](https://programmercarl.com/0101.对称二叉树.html)
3. 确定单层递归的逻辑
* 比较二叉树是否相同 ：传入的是tree1的左孩子，tree2的右孩子。
* 如果左右都相同就返回true ，有一侧不相同就返回false 。
代码如下：
```CPP
bool left = compare(tree1->left, tree2->left); // 左子树：左、 右子树：左
bool right = compare(tree1->right, tree2->right); // 左子树：右、 右子树：右
bool isSame = left && right; // 左子树：中、 右子树：中（逻辑处理）
return isSame;
```
最后递归的C++整体代码如下：
```CPP
class Solution {
public:
bool compare(TreeNode* tree1, TreeNode* tree2) {
if (tree1 == NULL && tree2 != NULL) return false;
else if (tree1 != NULL && tree2 == NULL) return false;
else if (tree1 == NULL && tree2 == NULL) return true;
else if (tree1->val != tree2->val) return false; // 注意这里我没有使用else
// 此时就是：左右节点都不为空，且数值相同的情况
// 此时才做递归，做下一层的判断
bool left = compare(tree1->left, tree2->left); // 左子树：左、 右子树：左
bool right = compare(tree1->right, tree2->right); // 左子树：右、 右子树：右
bool isSame = left && right; // 左子树：中、 右子树：中（逻辑处理）
return isSame;
}
bool isSameTree(TreeNode* p, TreeNode* q) {
return compare(p, q);
}
};
```
**我给出的代码并不简洁，但是把每一步判断的逻辑都清楚的描绘出来了。**
如果上来就看网上各种简洁的代码，看起来真的很简单，但是很多逻辑都掩盖掉了，而题解可能也没有把掩盖掉的逻辑说清楚。
**盲目的照着抄，结果就是：发现这是一道“简单题”，稀里糊涂的就过了，但是真正的每一步判断逻辑未必想到清楚。**
当然我可以把如上代码整理如下：
## 递归
```CPP
class Solution {
public:
bool compare(TreeNode* left, TreeNode* right) {
if (left == NULL && right != NULL) return false;
else if (left != NULL && right == NULL) return false;
else if (left == NULL && right == NULL) return true;
else if (left->val != right->val) return false;
else return compare(left->left, right->left) && compare(left->right, right->right);
}
bool isSameTree(TreeNode* p, TreeNode* q) {
return compare(p, q);
}
};
```
## 迭代法
```CPP
class Solution {
public:
bool isSameTree(TreeNode* p, TreeNode* q) {
if (p == NULL && q == NULL) return true;
if (p == NULL || q == NULL) return false;
queue que;
que.push(p); // 添加根节点p
que.push(q); // 添加根节点q
while (!que.empty()) { //
TreeNode* leftNode = que.front(); que.pop();
TreeNode* rightNode = que.front(); que.pop();
if (!leftNode && !rightNode) { // 若p的节点与q的节点都为空
continue;
}
// 若p的节点与q的节点有一个为空或p的节点的值与q节点不同
if ((!leftNode || !rightNode || (leftNode->val != rightNode->val))) {
return false;
}
que.push(leftNode->left); // 添加p节点的左子树节点
que.push(rightNode->left); // 添加q节点的左子树节点
que.push(leftNode->right); // 添加p节点的右子树节点
que.push(rightNode->right); // 添加q节点的右子树节点
}
return true;
}
};
```
# 其他语言版本
Java：
```java
// 递归法
class Solution {
public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
if (p == null && q == null) return true;
else if (q == null || p == null) return false;
else if (q.val != p.val) return false;
return isSameTree(q.left, p.left) && isSameTree(q.right, p.right);
}
}
```
```java
// 迭代法
class Solution {
public boolean isSameTree(TreeNode p, TreeNode q) {
if(p == null && q == null) return true;
if(p == null || q == null) return false;
Queue que= new LinkedList();
que.offer(p);
que.offer(q);
while(!que.isEmpty()){
TreeNode leftNode = que.poll();
TreeNode rightNode = que.poll();
if(leftNode == null && rightNode == null) continue;
if(leftNode == null || rightNode== null || leftNode.val != rightNode.val) return false;
que.offer(leftNode.left);
que.offer(rightNode.left);
que.offer(leftNode.right);
que.offer(rightNode.right);
}
return true;
}
}
```
Python：
```python
# 递归法
class Solution:
def isSameTree(self, p: TreeNode, q: TreeNode) -> bool:
if not p and not q: return True
elif not p or not q: return False
elif p.val != q.val: return False
return self.isSameTree(p.left, q.left) and self.isSameTree(p.right, q.right)
```
```python
# 迭代法
class Solution:
def isSameTree(self, p: TreeNode, q: TreeNode) -> bool:
if not p and not q: return True
if not p or not q: return False
que = collections.deque()
que.append(p)
que.append(q)
while que:
leftNode = que.popleft()
rightNode = que.popleft()
if not leftNode and not rightNode: continue
if not leftNode or not rightNode or leftNode.val != rightNode.val: return False
que.append(leftNode.left)
que.append(rightNode.left)
que.append(leftNode.right)
que.append(rightNode.right)
return True
```
Go：
> 递归法
```go
func isSameTree(p *TreeNode, q *TreeNode) bool {
if p != nil && q == nil {
return false
}
if p == nil && q != nil {
return false
}
if p == nil && q == nil {
return true
}
if p.Val != q.Val {
return false
}
Left := isSameTree(p.Left, q.Left)
Right := isSameTree(p.Right, q.Right)
return Left && Right
}
```
JavaScript：
> 递归法
```javascript
var isSameTree = function (p, q) {
if (p == null && q == null)
return true;
if (p == null || q == null)
return false;
if (p.val != q.val)
return false;
return isSameTree(p.left, q.left) && isSameTree(p.right, q.right);
};
```
> 迭代法
```javascript
var isSameTree = (p, q) => {
const queue = [{ p, q }];
// 这是用{ } 解决了null的问题！
while (queue.length) {
const cur = queue.shift();
if (cur.p == null && cur.q == null) continue;
if (cur.p == null || cur.q == null) return false;
if (cur.p.val != cur.q.val) return false;
queue.push({
p: cur.p.left,
q: cur.q.left
}, {
p: cur.p.right,
q: cur.q.right
});
}
return true;
};
```
TypeScript:
> 递归法-先序遍历
```typescript
function isSameTree(p: TreeNode | null, q: TreeNode | null): boolean {
if (p === null && q === null) return true;
if (p === null || q === null) return false;
if (p.val !== q.val) return false;
return isSameTree(p.left, q.left) && isSameTree(p.right, q.right);
};
```
> 迭代法-层序遍历
```typescript
function isSameTree(p: TreeNode | null, q: TreeNode | null): boolean {
const queue1: (TreeNode | null)[] = [],
queue2: (TreeNode | null)[] = [];
queue1.push(p);
queue2.push(q);
while (queue1.length > 0 && queue2.length > 0) {
const node1 = queue1.shift(),
node2 = queue2.shift();
if (node1 === null && node2 === null) continue;
if (
(node1 === null || node2 === null) ||
node1!.val !== node2!.val
) return false;
queue1.push(node1!.left);
queue1.push(node1!.right);
queue2.push(node2!.left);
queue2.push(node2!.right);
}
return true;
};
```
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