652. 寻找重复的子树

652. 寻找重复的子树

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给定一棵二叉树 root，返回所有重复的子树。

对于同一类的重复子树，你只需要返回其中任意一棵的根结点即可。

如果两棵树具有相同的结构和相同的结点值，则它们是重复的。

示例 1：

输入：root = [1,2,3,4,null,2,4,null,null,4]
输出：[[2,4],[4]]

示例 2：

输入：root = [2,1,1]
输出：[[1]]

示例 3：

输入：root = [2,2,2,3,null,3,null]
输出：[[2,3],[3]]

提示：

• 树中的结点数在[1,10^4]范围内。
• -200 <= Node.val <= 200

分析:胡汉三又回来写题了，好久不写题了变得好垃圾了QAQ，疯狂看题解。本题的题意就是输出所有重复子树的根节点，需要注意的是，对于一组重复的子树，输出其中任意一个根即可。

1.想判断两棵树相等，需要把两颗树都遍历一遍，然后看是否相同，后续还要进行去重。。。个屁啊，没事找事，是个思路但是妥妥不对劲 

2.针对看一下上述的优化点 ，实际上我们看完整棵树就理应知道所有的子结构了，另外判断结构相似可以比较两个结构的序列化结果；还没完，本题中强调了子树，子树的叶子在原树上也必须是叶子，而且我们很容易发现递归性质--要想判断大一点的结构是否相同，就要先看小一点的结构是否相同，而DFS的返回顺序正好就符合了这一条性质；现在我们来看看怎么去快速查找树中的相似子树结构，实际上上面也提到了，树的结构可以用序列化结果表示，那么我们只需要获取所有的子树，再使用他们的序列化结果进行查询即可。

/**
 * 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:
 
    unordered_mapint> repeat_tree;
 
    string dfs(TreeNode* root, vector &nodes){
        if(!root){
            return "";
        }
        string tree_serial = to_string(root -> val) + "(" + dfs(root -> left, nodes) + ")" + "(" + dfs(root -> right, nodes) + ")";
        if(repeat_tree.find(tree_serial) == repeat_tree.end()){
            repeat_tree[tree_serial] = 1;
        } else {
            ++ repeat_tree[tree_serial];
            if(repeat_tree[tree_serial] == 2){
                nodes.emplace(nodes.end(), root);
            }
        }
        return tree_serial;
    }
 
    vector findDuplicateSubtrees(TreeNode* root) {
        vector nodes;
        dfs(root, nodes);
        return nodes;
    }
};

3.官网解法：用int序号替代string加速相等的判断

class Solution {
public:
    vector findDuplicateSubtrees(TreeNode* root) {
        dfs(root);
        return {repeat.begin(), repeat.end()};
    }
 
    int dfs(TreeNode* node) {
        if (!node) {
            return 0;
        }
        auto tri = tuple{node->val, dfs(node->left), dfs(node->right)};
        if (auto it = seen.find(tri); it != seen.end()) {//当前结构出现过
            repeat.insert(it->second.first);//repeat 表示出现的重复串 插入根节点
            return it->second.second;//返回代表当前串的序号 用序号替代string加速匹配
        }
        else {//当前结构没出现过，加入seen集合
            seen[tri] = {node, ++idx};
            return idx;
        }
    }
 
private:
    static constexpr auto tri_hash = [fn = hash<int>()](const tuple<int, int, int>& o) -> size_t {
        auto&& [x, y, z] = o;
        return (fn(x) << 24) ^ (fn(y) << 8) ^ fn(z);
    };
 
    unordered_mapint, int, int>, pairint>, decltype(tri_hash)> seen{0, tri_hash};
    unordered_set repeat;
    int idx = 0;
};