【数据结构与算法】《剑指offer》学习笔记----第三章 高质量的代码（含16-26题）

第3章 高质量的代码

从3个方面保证代码的完整性：

测试内容	要求
功能测试	完成常规的功能要求
边界测试	考虑各种边界值，如循环终止条件，递归终止条件
负面测试	考虑各种可能的错误输入，不合法输入的处理

有3中错误处理方法：

方法	优点	缺点
返回值	和系统API一致	不能方便地使用计算结果
全局变量	能方便地使用计算结果	用户可能会忘记检查全局变量
异常	可以为不同错误原因定义不同的异常类型，逻辑清晰	有些语言不支持异常，抛出异常时对性能有负面影响

面试题16. 数值的整数次方

实现函数double Power(double base, int exponent)，求base的exponent次方。不得使用库函数，同时不需要考虑大数问题。

示例 1:
输入: 2.00000, 10
输出: 1024.00000


示例 2:
输入: 2.10000, 3
输出: 9.26100


示例 3:
输入: 2.00000, -2
输出: 0.25000
解释: 2-2 = 1/22 = 1/4 = 0.25
 

说明:
-100.0 < x < 100.0
n 是 32 位有符号整数，其数值范围是 [−231, 231 − 1] 。

这道题是让实现指定的库函数pow。

class Solution {
public:
    double myPow(double x, int n) {
        if(x == 1 || n == 0) return 1;//1的任意次方，和任何数的0次方，都让返回1
        double res = 1;
        long num = n;
        if(n < 0){//指数为负值时，将指数变为正值，且底数变为底数的倒数
            num = -num;
            x = 1/x;
        }
        while(num){//如果指数没有消耗完，两次方两次方的降
            if(num & 1) res *= x;//指数的低位存在，res = res * 底数
            x *= x;//x = x*x，x扩大为它的平方，因为二进制每位的差距是平方关系
            num >>= 1;//指数除以2
        }
        return res;
    }
};

面试题17. 打印从1到最大的n位数

输入数字 n，按顺序打印出从 1 到最大的 n 位十进制数。比如输入 3，则打印出 1、2、3 一直到最大的 3 位数 999。

示例 1:
输入: n = 1
输出: [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
 
说明：
用返回一个整数列表来代替打印
n 为正整数

递归解法：

class Solution
{
public:
	vector<int> res;
	vector<int> printNumbers(int n) {
		if (n <= 0) return res;
		string number(n, '0');
        //从高位到低位进行全排列
		for (int i = 0; i <= 9; ++i)
		{
			number[0] = i + '0';//首字符赋初值
			permutationNumbers(number, n, 1);//设置下一位
		}
		return res;
	}
	//对数字全排列
	void permutationNumbers(string& number, int length, int index) {
		if (index == length) {//递归边界
			saveNumber(number);//存储结果
			return;
		}
		else
		{
			for (int i = 0; i <= 9; i++)
			{
				number[index] = '0' + i;//设置第index位的字符
				permutationNumbers(number, length, index + 1);
			}
		}
	}
	//存储结果
	//只能存储前导非0的排列
	void saveNumber(string number) {
		bool isBegin0 = true;
		string tempStr = "";
		string::iterator it = number.begin();
		while (it != number.end())//遍历字符串
		{
			if (isBegin0 && *it != '0') isBegin0 = false;//如果标志位为true，且当前确实不是'0'，将标志位更新为false
			if (!isBegin0) {
				tempStr += *it;
			}
			it++;
		}
		//从高位到低位全排列，要注意首字符为0时，tempStr为空，不能执行stoi
		if (tempStr != "") {
			int tempNum = stoi(tempStr);
			res.push_back(tempNum);
		}
	}
};

大数string表示：

class Solution {
public:
	vector<int> res;
	vector<int> printNumbers(int n) {
		if (n <= 0) return res;
		//创建一个能容纳最大值的字符数组
		string number(n, '0');
		//初始全部设置为0
		while (!Increment(number))
		{
			saveNumber(number);
		}
		return res;
	}
	bool Increment(string& number) {
		//注意要使用引用传递，否则无法修改number
		bool isOverflow = false;//检测是否越界
		int nTakeOver = 0;//存储进位
		int nLength = number.size();
		for (int i = nLength - 1; i >= 0; i--)
		{
			int nSum = number[i] - '0' + nTakeOver;
			if (i == nLength - 1)
				//如果是第一位，进位
			{
				nSum++;
			}
			if (nSum >= 10)//有进位
			{
				if (i == 0)
					//如果是最高位有进位，说明超过了给定得到最大值，越界
				{
					isOverflow = true;
				}
				else
				{
					nTakeOver = 1;
					number[i] = nSum - 10 + '0';//对第i位进行设置
				}
			}
			else//没有进位
				//设置第i位数字
				//并直接跳出循环
			{
				number[i] = nSum + '0';
				break;
			}
		}
		return isOverflow;
	}
	void saveNumber(string number)
		//由于此处输出，不需要修改number，因此不需要加引用
	{
		string s = "";
		bool isBegin0 = true;
		string::iterator it = number.begin();
		while (it != number.end())
		{
			if (isBegin0 && *it != '0') isBegin0 = false;
			if (!isBegin0)
			{
				s += *it;
			}
			it++;
		}
		int num = stoi(s);
		res.push_back(num);
	}
};

面试题18. 删除链表的节点

给定单向链表的头指针和一个要删除的节点的值，定义一个函数删除该节点。返回删除后的链表的头节点。

注意：此题对比原题有改动

示例 1:
输入: head = [4,5,1,9], val = 5
输出: [4,1,9]
解释: 给定你链表中值为 5 的第二个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 1 -> 9.


示例 2:
输入: head = [4,5,1,9], val = 1
输出: [4,5,9]
解释: 给定你链表中值为 1 的第三个节点，那么在调用了你的函数之后，该链表应变为 4 -> 5 -> 9.
 

说明：
题目保证链表中节点的值互不相同
若使用 C 或 C++ 语言，你不需要 free 或 delete 被删除的节点

中规中矩：

class Solution {
public:
    ListNode* deleteNode(ListNode* head, int val) {
        if(head==NULL)     return NULL;
        if(head->val==val) return head->next;

        ListNode* pNode = head;
        while(pNode->next){
            if(pNode->next->val==val){
                pNode->next = pNode->next->next;
                break;
            }
            pNode=pNode->next;
        }
        return head;
    }
};

【原题】
而原题比这道题更有味道，至少让我学会了还能直接根据给定的节点指针，无需遍历，以O(1)的时间复杂度删除这个节点，具体说来就是：
当我们想删除一个节点时，并不一定要删除这个节点本身。可以先把下一个节点的内容复制出来覆盖被删除节点的内容，然后把下一个节点删除。

struct ListNode {
	int val;
	ListNode* next;
};

void DeletedNode(ListNode** pListHead, ListNode* pToBeDeleted) {
	if (!pListHead || !pToBeDeleted) {
		return;
	}

	//要删除的节点不是尾结点
	if (pToBeDeleted->next != NULL) {
		//绝妙
		//找到待删节点，与其下一节点进行数据交换，删除下一节点
		ListNode* pNext = pToBeDeleted->next;
		pToBeDeleted->val = pNext->val;
		pToBeDeleted->next = pNext->next;
		//释放内存
		delete pNext;
		pNext = NULL;
	}
	//要删除的节点是尾结点，但是链表只有一个节点（此时，要删除的节点也是头节点）
	else if (*pListHead == pToBeDeleted) {
		delete pToBeDeleted;
		pToBeDeleted = NULL;
		*pListHead = NULL;
	}
	//要删除的节点是尾结点，且链表中有多个节点（此时，要删除的节点不是头节点）
	else {
		ListNode* pNode = *pListHead;
		while (pNode->next != pToBeDeleted) {
			pNode = pNode->next;
		}
		pNode->next = NULL;
		delete pToBeDeleted;
		pToBeDeleted = NULL;
	}
}

【原题-引申的题目二】
删除链表中的重复节点们，遇到重复节点，一个不留，斩草除根

struct ListNode {
	int val;
	ListNode* next;
};


void DeleteDuplication(ListNode** pHead) {//这里不可写成ListNode* pHead?
	//如果指向头节点的指针为空
	if (pHead == NULL || *pHead == NULL) {
		return;
	}
	ListNode* pPreNode = NULL;
	ListNode* pNode = *pHead;
	while (pNode != NULL) {
		ListNode* pNext = pNode->next;
		bool needDelete = false;
		if (pNext != NULL && pNext->val == pNode->val) {
			needDelete = true;
		}
		if (!needDelete) {//如果当前pNode节点不需要被删除，那么继续往下个节点遍历
			pPreNode = pNode;
			pNode = pNode->next;
		}
		else {//如果当前pNode节点需要被删除
			int value = pNode->val;
			ListNode* pToBeDel = pNode;
			while (pToBeDel != NULL && pToBeDel->val == value) {//一直删除，直到链表为空，或下个节点的值不等于这个数字
				pNext = pToBeDel->next;
				delete pToBeDel;
				pToBeDel = pNext;
			}

			if (pPreNode == NULL) {//如果下个节点为空，说明删到链表尾了
				*pHead = pNext;
			}
			else {//如果下个节点并不为空，却跳出了循环，说明下个节点值不等于value
				pPreNode->next = pNext;
			}
			pNode = pNext;//从这里开始继续寻找重复的节点
		}
	}
}

面试题19. 正则表达式匹配（难掉牙了）

请实现一个函数用来匹配包含'. '和'*'的正则表达式。模式中的字符'.'表示任意一个字符，而'*'表示它前面的字符可以出现任意次（含0次）。在本题中，匹配是指字符串的所有字符匹配整个模式。例如，字符串"aaa"与模式"a.a"和"ab*ac*a"匹配，但与"aa.a"和"ab*a"均不匹配。

示例 1:
输入:
s = "aa"
p = "a"
输出: false
解释: "a" 无法匹配 "aa" 整个字符串。


示例 2:
输入:
s = "aa"
p = "a*"
输出: true
解释: 因为 '*' 代表可以匹配零个或多个前面的那一个元素, 在这里前面的元素就是 'a'。因此，字符串 "aa" 可被视为 'a' 重复了一次。


示例 3:
输入:
s = "ab"
p = ".*"
输出: true
解释: ".*" 表示可匹配零个或多个（'*'）任意字符（'.'）。


示例 4:
输入:
s = "aab"
p = "c*a*b"
输出: true
解释: 因为 '*' 表示零个或多个，这里 'c' 为 0 个, 'a' 被重复一次。因此可以匹配字符串 "aab"。


示例 5:
输入:
s = "mississippi"
p = "mis*is*p*."
输出: false
s 可能为空，且只包含从 a-z 的小写字母。
p 可能为空，且只包含从 a-z 的小写字母以及字符 . 和 *，无连续的 '*'。

法一：

class Solution {
public:
    bool isMatch(string s, string p) {
        if(p.empty()) return s.empty();
        if(p[1] == '*'){
            return isMatch(s, p.substr(2)) || //目标字符串全都能匹配上模板从位置2往后的内容
            (!s.empty() && (s[0] == p[0] || p[0] == '.')) && //目标字符串不能为空 && （两串的首字母相同，或者模板为'.'）
            isMatch(s.substr(1), p);//从目标字符串的第2个位置开始的子串，要能和整个模板匹配上
        }
        else{
            return !s.empty() && //目标字符串不能为空，不然不管模板是啥都没办法匹配
            (s[0] == p[0] || p[0] == '.') && //如果第二个字符不为*，那么第一个字符务必相同，或者模板为'.'
            (isMatch(s.substr(1), p.substr(1)));//且，从位置1开始的字符串（包括位置1字符）比如能满足匹配要求
        }
    }
};

法二：

class Solution {
public:
    bool isMatch(string s, string p) {
        s=" "+s;//防止该案例：""
"c*"
        p=" "+p;
        int m=s.size(),n=p.size();
        bool dp[m+1][n+1];
        memset(dp,false,(m+1)*(n+1));
        dp[0][0]=true;
        for(int i=1;i<=m;i++){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                if(s[i-1]==p[j-1] || p[j-1]=='.'){
                    dp[i][j]=dp[i-1][j-1];
                }
                else if(p[j-1]=='*'){
                    if(s[i-1]!=p[j-2] && p[j-2]!='.')
                        dp[i][j]=dp[i][j-2];
                    else{
                        dp[i][j]=dp[i][j-1] || dp[i][j-2] || dp[i-1][j];

                    }
                }
            }
        }
        return dp[m][n];
    }
};

面试题20. 表示数值的字符串

请实现一个函数用来判断字符串是否表示数值（包括整数和小数）。例如，字符串"+100"、“5e2”、"-123"、“3.1416”、“0123"都表示数值，但"12e”、“1a3.14”、“1.2.3”、“±5”、"-1E-16"及"12e+5.4"都不是。

class Solution {
public:
    bool isNumber(string s) {
        s = trim(s);
        const char* str = s.c_str();//将字符串string转变为字符数组
        if(str==NULL){
            return false;
        }
        //遍历正负号和纯数字，停留在纯数字的尾后位置
        bool numeric = scanInteger(&str);
        // 如果当前str是'.'，则接下来应该是数字的小数部分
        if(*str=='.'){
            ++str;
            numeric = scanUnsignedInteger(&str) || numeric;//如果有数字，遍历，并移动到纯数字的尾后位置
        }
        //看是否遇到'e'或'E'
        if(*str=='e' || *str=='E'){
            ++str;
            numeric = numeric && scanInteger(&str);
        }
        return numeric && *str=='';
    }
    bool scanUnsignedInteger(const char ** str){
        const char* before = *str;
        while(**str!='' && **str>='0' && **str<='9'){
            ++(*str);
        }
        return *str>before;//指针移动了位置，说明存在纯数字
    }
    bool scanInteger(const char** str){
        if(**str=='+' || **str=='-'){
            ++(*str);
        }
        return scanUnsignedInteger(str);
    }
    //去除字符串中的首尾空格
    std::string& trim(std::string &s) 
    {
        if (!s.empty()) 
        {
            s.erase(0,s.find_first_not_of(" "));
            s.erase(s.find_last_not_of(" ") + 1);
        }
        return s;
    }

};

面试题21. 调整数组顺序使奇数位于偶数前面

输入一个整数数组，实现一个函数来调整该数组中数字的顺序，使得所有奇数位于数组的前半部分，所有偶数位于数组的后半部分。

示例：
输入：nums = [1,2,3,4]
输出：[1,3,2,4] 
注：[3,1,2,4] 也是正确的答案之一。
 

提示：
1 <= nums.length <= 50000
1 <= nums[i] <= 10000

class Solution {
public:
    vector<int> exchange(vector<int>& nums) {
        int n = nums.size();
        if(n<=0) return nums;
        int left = 0,right = nums.size()-1;
        while(left<right){//很关键，必须有，否则，只处理一对奇数偶数交换
            while(left<right && (nums[left]&0x1)!=0){//左边的指针遇到的是奇数就继续往后找
                ++left;
            }
            while(left<right && (nums[right]&0x1)==0){//右边的指针遇到的是偶数就继续往前找
                --right;
            }
            if(left<right){
                std::swap(nums[left],nums[right]);
            }
        }
        return nums;
    }
};

解耦思想：利用解耦思想，拆分函数功能，将判断一个数字该在前面还是后面的函数，与拆分数组的函数解耦，提高代码复用性。涉及函数指针的使用。

class Solution {
public:
    vector<int> exchange(vector<int>& nums) {
        return ReOrder(nums,iseven);
    }
    vector<int> ReOrder(vector<int>& nums,bool (*func)(int)) {
        int n = nums.size();
        if(n<=0) return nums;
        int left = 0,right = nums.size()-1;
        while(left<right){//很关键，必须有，否则，只处理一对奇数偶数交换
            while(left<right && !func(nums[left])){//左边的指针遇到的是奇数就继续往后找
                ++left;
            }
            while(left<right && func(nums[right])){//右边的指针遇到的是偶数就继续往前找
                --right;
            }
            if(left<right){
                std::swap(nums[left],nums[right]);
            }
        }
        return nums;
    }
    static bool iseven(int n){
        return (n&0x1)==0;
    }
};

防御性编程习惯

编写鲁棒性强的代码，在函数开始的时候验证用户输入内容是否符合要求，对于不符合要求的输入也能合理处理，使各种情况都在程序员掌控之中。
多问问：如果不…那么…，此类的问题。

面试题22. 链表中倒数第k个节点

输入一个链表，输出该链表中倒数第k个节点。为了符合大多数人的习惯，本题从1开始计数，即链表的尾节点是倒数第1个节点。例如，一个链表有6个节点，从头节点开始，它们的值依次是1、2、3、4、5、6。这个链表的倒数第3个节点是值为4的节点。

示例：
给定一个链表: 1->2->3->4->5, 和 k = 2.
返回链表 4->5.

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* getKthFromEnd(ListNode* head, int k) {
        if(head==NULL || k==0){//代码鲁棒性
            return NULL;
        }
        ListNode * pNode1 = head;
        //指针1先走k-1步
        for(int i=0;i<k-1;++i){
            if(pNode1->next != NULL){//代码鲁棒性
                pNode1=pNode1->next;
            }else{
                return NULL;
            }
        }
        //指针2初始化后开始和指针1一起走，直到指针1走到头
        ListNode * pNode2 = head;
        while(pNode1->next != NULL){
            pNode1 = pNode1->next;
            pNode2 = pNode2->next;
        }
        return pNode2;
    }
};

快慢指针拓展

快慢指针的思想：当我们用一个指针遍历链表不能解决问题的时候，可以尝试用两个指针遍历链表。可以让一个指针遍历速度快一些（比如一次在链表中走两步），或者让它先在链表上走上若干步。

利用快慢指针的思想，求链表的中间节点也就不是难事：定义两个指针，同时从表头出发，一个指针一次走一步，另一个指针一次走两步。当走的快的指针走到链表尾后时，走得慢的指针恰好在链表中间。

141. 环形链表

给定一个链表，判断链表中是否有环。

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。


示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：true
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。


示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：false
解释：链表中没有环。

思路：
可以用快慢指针解决问题。定义两个指针，一个指针一次走一步，另一个指针一次走两步。如果走的快的指针追上了走得慢的指针，说明链表包含环。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) {
        if(head==NULL){//链表为空，不存在环
            return false;
        }

        ListNode* pSlow = head->next;
        if(pSlow==NULL){//链表只有一个节点时，不存在环
            return false;
        }
        ListNode* pFast = pSlow->next;//初始值不能和慢指针一样
        while(pFast!=NULL && pSlow!=NULL){
            if(pFast==pSlow){//判断快慢指针是否相等，如果相等，说明存在环
                return true;
            }

            pSlow = pSlow->next;//快慢指针一起走路
            pFast = pFast->next;//快慢指针一起走路

            if(pFast!=NULL){//快指针每次比慢指针多走一步
                pFast=pFast->next;
            }
        }
        return false;
    }
};

142. 环形链表 II

给定一个链表，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。

为了表示给定链表中的环，我们使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置（索引从 0 开始）。 如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。

说明：不允许修改给定的链表。

示例 1：

输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出：tail connects to node index 1
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。


示例 2：

输入：head = [1,2], pos = 0
输出：tail connects to node index 0
解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。


示例 3：

输入：head = [1], pos = -1
输出：no cycle
解释：链表中没有环。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode *detectCycle(ListNode *head) {
        ListNode* meetingNode = MeetingNode(head);
        if(meetingNode==NULL){//不存在环
            return NULL;
        }
        //获得环中节点的数目
        int count = 1;
        ListNode* pNode1 = meetingNode;
        while(pNode1->next != meetingNode){
            pNode1 = pNode1->next;
            ++count;
        }
        //先移动指针1，次数为环中节点数目
        pNode1 = head;
        for(int i=0;i<count;++i){
            pNode1=pNode1->next;
        }
        //再移动指针1和指针2
        ListNode* pNode2 = head;
        while(pNode1!=pNode2){
            pNode1=pNode1->next;
            pNode2=pNode2->next;
        }
        return pNode1;
    }
    ListNode* MeetingNode(ListNode* pHead){
        if(pHead==NULL){return NULL;}

        ListNode* pSlow = pHead->next;
        if(pSlow == NULL){
            return NULL;
        }
        ListNode* pFast = pSlow->next;
        while(pFast!=NULL && pSlow!=NULL){
            if(pSlow==pFast){
                return pFast;
            }
            pSlow = pSlow->next;
            pFast = pFast->next;
            if(pFast!=NULL){
                pFast = pFast->next;
            }
        }
        return NULL;
    }
};

面试题24. 反转链表

定义一个函数，输入一个链表的头节点，反转该链表并输出反转后链表的头节点。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL
 

限制：

0 <= 节点个数 <= 5000

处理这个问题的时候，要注意我们需要知道3个关键：
（1）当前节点本身
（2）当前节点的上一个节点（要指向的目标）
（3）当前节点的下一个节点（防止链表断裂）
完成3项检查：
（1）输入链表头指针为空，或整个链表只有一个节点时，程序的鲁棒性
（2）反转后不要出现断裂
（3）返回的反转后的头节点应该是原始链表的尾节点

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* pReversedHead = NULL;//定义反转后的头节点
        ListNode* pNode=head,*pPrev=NULL;//定义当前节点指针（并初始化为头指针），和前一个节点的指针
        while(pNode!=NULL){//当前节点不为空，才进行下面的步骤，直到它为空
            ListNode* pNext = pNode->next;//记录下一个节点指针
            if(pNext==NULL){//到了尾节点了
                pReversedHead = pNode;
            }
            pNode->next = pPrev;//反转的关键一步
            pPrev = pNode;//往后走一步
            pNode = pNext;//往后走一步
        }
        return pReversedHead;
    }
};

面试题25. 合并两个排序的链表

输入两个递增排序的链表，合并这两个链表并使新链表中的节点仍然是递增排序的。

示例1：

输入：1->2->4, 1->3->4
输出：1->1->2->3->4->4
限制：

0 <= 链表长度 <= 1000

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* mergeTwoLists(ListNode* l1, ListNode* l2) {
        //解决空表的情况，一个表为空，不需要合并，直接返回另一个表即可
        if(l1==NULL){
            return l2;
        }else if(l2==NULL){
            return l1;
        }
        ListNode* pMergeHead=NULL;
        if(l1->val < l2->val){
            pMergeHead = l1;
            pMergeHead->next = mergeTwoLists(l1->next,l2);
        }else{
            pMergeHead = l2;
            pMergeHead->next = mergeTwoLists(l1,l2->next);
        }
        return pMergeHead;
    }
};

面试题26. 树的子结构

输入两棵二叉树A和B，判断B是不是A的子结构。(约定空树不是任意一个树的子结构)

B是A的子结构， 即 A中有出现和B相同的结构和节点值。

例如:
给定的树 A:

     3
    / 
   4   5
  / 
 1   2
给定的树 B：

   4 
  /
 1
返回 true，因为 B 与 A 的一个子树拥有相同的结构和节点值。

示例 1：

输入：A = [1,2,3], B = [3,1]
输出：false
示例 2：

输入：A = [3,4,5,1,2], B = [4,1]
输出：true
限制：

0 <= 节点个数 <= 10000

/**
 * 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:
    bool isSubStructure(TreeNode* A, TreeNode* B) {
        bool result = false;
        if(A!=NULL && B!=NULL){
            if(A->val==B->val){
                result = DoesTree1HaveTree2(A,B);
            }
            if(!result){
                result = isSubStructure(A->left,B);
            }
            if(!result){
                result = isSubStructure(A->right,B);
            }
        }
        return result;
    }

    bool DoesTree1HaveTree2(TreeNode* A,TreeNode* B){
        if(B==NULL){
            return true;
        }
        if(A==NULL){
            return false;
        }
        if(A->val != B->val){
            return false;
        }
        return DoesTree1HaveTree2(A->left,B->left) && DoesTree1HaveTree2(A->right,B->right);
    }
};

总结

编程时，注意代码规范性、完整性、鲁棒性：

（1）确保规范性：书写清晰，布局清晰，命名合理

（2）确保完整性：编程前，全面考虑所有可能的输入，确保完成基本功能，考虑边界条件，做好错误处理

（3）增强鲁棒性：采取防御性编程，处理无效输入