226. 翻转二叉树 (Easy)
专题归类： 05-二叉树 LeetCode 链接： https://leetcode.cn/problems/invert-binary-tree/
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题目描述
给你一棵二叉树的根节点 root，翻转这棵二叉树，并返回其根节点。
翻转 的含义是：交换每个节点的左右子树（即镜像对称）。
示例 1：
输入：root = [4,2,7,1,3,6,9]
输出：[4,7,2,9,6,3,1]
示例 2：
输入：root = [2,1,3]
输出：[2,3,1]
示例 3：
输入：root = []
输出：[]
提示：
- 树中节点数目范围在
[0, 100]内 -100 <= Node.val <= 100
题目详细分析
- 数据范围含义： 节点数最多 100，值范围 [-100, 100]，非常小，递归绝不会栈溢出。
- 输入输出特征： 输入一个树的根节点，输出翻转后同一个树的根节点（原地修改，非新建树）。
- 边界条件： 空树直接返回 None；单节点无需翻转。
- 核心约束： 必须对每个节点都执行左右子树交换，叶子节点交换两个 None 不影响。
- 隐藏条件： 这题的出名是因为 Homebrew 作者在 Google 面试时没写出来。本质上考察的是二叉树递归的基础操作。
小白版直白理解
就像照镜子——你举起左手，镜子里的人举起右手。翻转二叉树就是给整棵树照一次镜子：每个节点的左边变成右边，右边变成左边。从最底下的叶子开始，一层一层往上交换，整棵树就被镜像翻转了。
解题思路
思路一：前序递归（推荐）
核心思想： 先交换当前节点的左右孩子，再递归地去翻转左右子树。
为什么用前序？ 前序位置是在「进入一个节点后、处理子树之前」执行操作。对于翻转问题，先交换当前节点的左右孩子，然后递归处理它们——这非常符合直觉：先交换，再处理。
def invertTree(root):
if not root:
return None
# 前序位置：先交换当前节点的左右子树
root.left, root.right = root.right, root.left
# 递归翻转左右子树
invertTree(root.left)
invertTree(root.right)
return root思路二：后序递归
核心思想： 先递归翻转左右子树，然后再交换当前节点的左右孩子。
为什么后序也可以？ 后序是先处理完子树再回到当前节点。你先确保左右子树各自已经被翻转好了，再交换它们——左右子树内部已经镜像，交换后整棵树就镜像了。
def invertTree(root):
if not root:
return None
# 先递归翻转左右子树
left = invertTree(root.left)
right = invertTree(root.right)
# 后序位置：交换翻转好的左右子树
root.left = right
root.right = left
return root思路三：BFS 迭代
用队列层序遍历，每遇到一个节点就交换它的左右孩子。
适用场景： 不想用递归时，用 BFS 迭代同样可以完成任务。
from collections import deque
def invertTree(root):
if not root:
return None
q = deque([root])
while q:
node = q.popleft()
# 交换当前节点的左右孩子
node.left, node.right = node.right, node.left
if node.left:
q.append(node.left)
if node.right:
q.append(node.right)
return root易错点
- 交换的是子树，不是值： 需要交换
root.left和root.right（让整个子树换边），而不是交换root.left.val和root.right.val。 - 前序递归不需要保存返回值：
invertTree(root.left)的返回值不需要赋值给任何变量，因为翻转是在原地进行的。 - 后序递归的赋值顺序： 如果先把左子树的翻转结果赋给 root.left，再处理右子树，要注意 root.left 已经被修改了。正确做法：先保存左右，或者后序时在交换时用临时变量。
- 空节点处理：
if not root: return None是必须的 base case。
框架提炼
二叉树递归修改结构模板： 无论是翻转、展开、还是重建，都可以用「前序做操作+递归处理子树」或「递归处理子树+后序做操作」两种模式。
前序模式：操作当前节点 → 递归左右子树
后序模式：递归左右子树 → 操作当前节点
关键区别：前序是「自上而下」的指令式操作，后序是「自下而上」的归并式操作。
关联题目
- 101-对称二叉树 — 翻转是让左右不对称，对称是检查左右是否镜像，两者是逆向思维。
- 104-二叉树的最大深度 — 同为二叉树基础递归题，递归思维模式一致。
- 114-二叉树展开为链表 — 同样是原地修改树结构，使用了后序 + prev 指针技巧。