递归-深度优先遍历-99. 恢复二叉搜索树

Leetcode 恢复二叉搜索树

image.png

分析：
首先题目寿命恰好存在两个错误节点；因为二叉搜索树的中序遍历一定是有序的，那么原有问题就转化为该有序的数组，一定存在两个点是错误的，我们只需要找出这两个点，并且交换对应的值就可以解决这个问题。

那么我们要如何找到这两个错误位置呢？它会存在如下三种情况：

• 情况1： 这两个错误的位置在左子树
• 情况2： 这两个错误的位置在右子树
• 情况3：这两个错误的位置横叉在两边

根据这种方式：我们按照如下的思路进行题解编码：
（1） 首先按照递归深度优先遍历，将二叉树转为List数组
（2） 找出根节点的索引位置
（3） 声明LLeft,LRight,RLeft,RRight，分别代表左子树的待交换的值，以及右子树待交换的值。根据根节点索引计算出这四个值出来
（4）针对这4个值得逻辑判断：

if (LLeft != -1 && RRight != -1) {
                swap(LLeft,RRight, nodesList);
            } else if (LLeft != -1 && RRight == -1) {
                swap(LLeft,LRight,nodesList);
            } else if (RRight != -1 && LLeft == -1) {
                swap(RLeft,RRight, nodesList);
            }

那么最终的代码实现如下：

/**
 * 题目Id：99
 * 题目：恢复二叉搜索树
 * 内容: //给你二叉搜索树的根节点 root ，该树中的 恰好 两个节点的值被错误地交换。请在不改变其结构的情况下，恢复这棵树 。
 * //
 * //
 * //
 * // 示例 1：
 * //
 * //
 * //输入：root = [1,3,null,null,2]
 * //输出：[3,1,null,null,2]
 * //解释：3 不能是 1 的左孩子，因为 3 > 1 。交换 1 和 3 使二叉搜索树有效。
 * //
 * //
 * // 示例 2：
 * //
 * //
 * //输入：root = [3,1,4,null,null,2]
 * //输出：[2,1,4,null,null,3]
 * //解释：2 不能在 3 的右子树中，因为 2 < 3 。交换 2 和 3 使二叉搜索树有效。
 * //
 * //
 * //
 * // 提示：
 * //
 * //
 * // 树上节点的数目在范围 [2, 1000] 内
 * // -2³¹ <= Node.val <= 2³¹ - 1
 * //
 * //
 * //
 * //
 * // 进阶：使用 O(n) 空间复杂度的解法很容易实现。你能想出一个只使用 O(1) 空间的解决方案吗？
 * // Related Topics 树 深度优先搜索 二叉搜索树 二叉树  771  0
 * 

 * 日期：2022-08-28 21:54:42
 */
//给你二叉搜索树的根节点 root ，该树中的 恰好 两个节点的值被错误地交换。请在不改变其结构的情况下，恢复这棵树 。
//
//
//
// 示例 1：
//
//
//输入：root = [1,3,null,null,2]
//输出：[3,1,null,null,2]
//解释：3 不能是 1 的左孩子，因为 3 > 1 。交换 1 和 3 使二叉搜索树有效。
//
//
// 示例 2：
//
//
//输入：root = [3,1,4,null,null,2]
//输出：[2,1,4,null,null,3]
//解释：2 不能在 3 的右子树中，因为 2 < 3 。交换 2 和 3 使二叉搜索树有效。
//
//
//
// 提示：
//
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// 树上节点的数目在范围 [2, 1000] 内
// -2³¹ <= Node.val <= 2³¹ - 1
//
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// 进阶：使用 O(n) 空间复杂度的解法很容易实现。你能想出一个只使用 O(1) 空间的解决方案吗？
// Related Topics 树 深度优先搜索 二叉搜索树 二叉树  771  0

package leetcode.editor.cn;

import common.TreeNode;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class P99RecoverBinarySearchTreeV2 {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new P99RecoverBinarySearchTreeV2().new Solution();
        System.out.println("Hello world");
    }
    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)

    /**
     * Definition for a binary tree node.
     * public class TreeNode {
     *     int val;
     *     TreeNode left;
     *     TreeNode right;
     *     TreeNode() {}
     *     TreeNode(int val) { this.val = val; }
     *     TreeNode(int val, TreeNode left, TreeNode right) {
     *         this.val = val;
     *         this.left = left;
     *         this.right = right;
     *     }
     * }
     */
    class Solution {
        public void recoverTree(TreeNode root) {
            List nodesList = new ArrayList<>();
            traversalNodeTree(root, nodesList);
            int rootIndex = -1;
            for (int i = 0; i < nodesList.size(); i++) {
                if (nodesList.get(i).val == root.val) {
                    rootIndex = i;
                    break;
                }
            }
            int LLeft = -1;
            int LRight = rootIndex;
            for (int i = 0; i < rootIndex; i++) {
                if (nodesList.get(i).val > nodesList.get(i + 1).val) {
                    LLeft = i;
                    break;
                }
            }
            for (int j = rootIndex; j >= 1; j--) {
                if (nodesList.get(j).val < nodesList.get(j - 1).val) {
                    LRight = j;
                    break;
                }
            }
            int RLeft = rootIndex;
            int RRight = -1;
            for (int i = rootIndex; i < nodesList.size() - 1; i++) {
                if (nodesList.get(i).val > nodesList.get(i + 1).val) {
                    RLeft = i;
                    break;
                }
            }
            for (int j = nodesList.size() - 1; j >= rootIndex + 1; j--) {
                if (nodesList.get(j).val < nodesList.get(j - 1).val) {
                    RRight = j;
                    break;
                }
            }
            if (LLeft != -1 && RRight != -1) {
                swap(LLeft,RRight, nodesList);
            } else if (LLeft != -1 && RRight == -1) {
                swap(LLeft,LRight,nodesList);
            } else if (RRight != -1 && LLeft == -1) {
                swap(RLeft,RRight, nodesList);
            }
        }

        private void swap(int leftNotValidIndex, int rightNotValidIndex, List nodesList) {
            int temp = nodesList.get(leftNotValidIndex).val;
            nodesList.get(leftNotValidIndex).val = nodesList.get(rightNotValidIndex).val;
            nodesList.get(rightNotValidIndex).val = temp;
        }


        private void traversalNodeTree(TreeNode root, List nodesList) {
            if (root == null) {
                return;
            }
            if (root.left != null) {
                traversalNodeTree(root.left, nodesList);
            }
            nodesList.add(root);

            if (root.right != null) {
                traversalNodeTree(root.right, nodesList);
            }
        }
    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

}