LeetCode 226 Invert Binary Tree：遞歸交換左右子樹

題目大意

給定二叉樹根節點，將其左右子樹遞歸交換，返回翻轉後的根節點。

遞歸解法（後序遍歷思想）

1. 若節點為空，返回空。
2. 遞歸翻轉左子樹，得到新左子樹。
3. 遞歸翻轉右子樹，得到新右子樹。
4. 交換左右子樹指針。
5. 返回當前節點。

代碼實現

/**
 * Definition for a binary tree node.
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode() : val(0), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(nullptr), right(nullptr) {}
 *     TreeNode(int x, TreeNode *left, TreeNode *right) : val(x), left(left), right(right) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {
        if (!root) return nullptr;
        TreeNode* newLeft = invertTree(root->left);
        TreeNode* newRight = invertTree(root->right);
        root->left = newRight;
        root->right = newLeft;
        return root;
    }
};

優化版（合併基準情況）

原代碼對葉節點單獨判斷，實際上交換兩個空指針無副作用，可簡化：

TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {
    if (!root) return nullptr;
    TreeNode* tmp = invertTree(root->left);
    root->left = invertTree(root->right);
    root->right = tmp;
    return root;
}

迭代版（BFS/DFS 顯式棧）

TreeNode* invertTree(TreeNode* root) {
    if (!root) return nullptr;
    stack st; st.push(root);
    while (!st.empty()) {
        TreeNode* cur = st.top(); st.pop();
        swap(cur->left, cur->right);
        if (cur->left) st.push(cur->left);
        if (cur->right) st.push(cur->right);
    }
    return root;
}

複雜度

• 時間 O(n)，每個節點訪問一次。
• 空間 O(h) 遞歸棧 / 顯式棧，`h` 為樹高。