99.恢复二叉搜索树(Recover Binary Search Tree)

题目描述

       二叉搜索树中的两个节点被错误地交换；请在不改变其结构的情况下，恢复这棵树；

       示例 1:

输入: [1,3,null,null,2]

   1
  /
 3
  \
   2

输出: [3,1,null,null,2]

   3
  /
 1
  \
   2

      示例 2:

输入: [3,1,4,null,null,2]

  3
 / \
1   4
   /
  2

输出: [2,1,4,null,null,3]

  2
 / \
1   4
   /
  3

进阶:

      1.使用 O(n) 空间复杂度的解法很容易实现；

      2.你能想出一个只使用常数空间的解决方案吗？

解题思路

       二叉搜索树的中序遍历就是一个递增的序列，所以可以根据这个序列是否递增来判断其是否是二叉搜索树；

       当然，对于本题，可以这样解：

       1.通过中序遍历，将遍历结果放在一个ArrayList中；

       2.双指针，从头尾向中间靠；

import java.util.ArrayList;

public class Solution099 {

    private class TreeNode {
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;

        TreeNode(int x) {
            val = x;
        }
    }

    public void recoverTree(TreeNode root) {
        ArrayList path = new ArrayList();
        //中序遍历，获得这个二叉搜索树的遍历序列
        dfs(root, path);

        int start = 0, end = path.size() - 1;
        while (start < end) {   //注意是<
            if (path.get(start).val < path.get(start + 1).val) {
                start++;
            } else if (path.get(end).val > path.get(end - 1).val) {
                end--;
            } else {
                //找到错误的节点，交换回来，只交换val
                int tmp = path.get(end).val;
                path.get(end).val = path.get(start).val;
                path.get(start).val = tmp;
                return;
            }
        }

    }

    //中序遍历，获得这个二叉搜索树的遍历序列
    private void dfs(TreeNode node, ArrayList path) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        dfs(node.left, path);
        path.add(node);        //将该节点加入path
        dfs(node.right,path);
    }
}