leetcode树之二叉搜索树

文章目录

        • 235、二叉搜索树的最近公共祖先
        • 501、二叉搜索树中的众数
        • 530、二叉搜索树的最小绝对差
        • 938、二叉搜索树的范围和

235、二叉搜索树的最近公共祖先

给定一个二叉搜索树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。

百度百科中最近公共祖先的定义为:“对于有根树 T 的两个结点 p、q,最近公共祖先表示为一个结点 x,满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大(一个节点也可以是它自己的祖先)。”

示例1:

输入: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5], p = 2, q = 8
输出: 6 

示例2:

输入: root = [6,2,8,0,4,7,9,null,null,3,5], p = 2, q = 4
输出: 2

思路:

如果p,q结点一个在左子树,一个在右子树,那么说明该节点是p,q的最近公共祖先,如果在同一个子树,进行遍历即可。

class Solution:
    def lowestCommonAncestor(self, root: 'TreeNode', p: 'TreeNode', q: 'TreeNode') -> 'TreeNode':
        if not root: return root
        # p,q的值都小于root的值,说明都在左子树,都大于root的值说明在右子树,迭代即可
        # 否则那么说明该节点是最近公共祖先
        if p.val < root.val and q.val < root.val:
            root = root.left
        elif p.val > root.val and q.val > root.val:
            root = root.right
        else:
            return root
        return self.lowestCommonAncestor(root, p, q)

501、二叉搜索树中的众数

给你一个含重复值的二叉搜索树(BST)的根节点 root ,找出并返回 BST 中的所有 众数(即,出现频率最高的元素)。

如果树中有不止一个众数,可以按 任意顺序 返回。

假定 BST 满足如下定义:

  • 结点左子树中所含节点的值 小于等于 当前节点的值
  • 结点右子树中所含节点的值 大于等于 当前节点的值
  • 左子树和右子树都是二叉搜索树

示例1:

输入:root = [1,null,2,2]
输出:[2]

示例2:

输入:root = [0]
输出:[0]

思路:

二叉搜索树中序遍历是递增的,可以通过递增序列来进行统计众数

class Solution:
    def __init__(self):
        self.base = None
        self.count = 0
        self.maxCount = 0
        self.ans = []

    def update(self, value):
      	# 如果base和value相等,说明count记录的值是base的值,那么计数即可,如果不同,那么需要重新计数
        if self.base == value:
            self.count += 1
        else:
            self.count = 1
            self.base = value
        # 比较是否计数超过当前最大计数,如果相等,那么说明有相同个数的值,追加到结果集即可
        if self.count == self.maxCount:
            self.ans.append(self.base)
        # 如果计数大于最大计数,那么之前的结果集需要作废
        if self.count > self.maxCount:
            self.maxCount = self.count
            self.ans = [self.base]

    def findMode(self, root: TreeNode) -> List[int]:
      	# 中序遍历
        def dfs(root):
            if not root: return
            dfs(root.left)
            self.update(root.val)
            dfs(root.right)
        dfs(root)
        return self.ans

530、二叉搜索树的最小绝对差

给你一个二叉搜索树的根节点 root ,返回 树中任意两不同节点值之间的最小差值

差值是一个正数,其数值等于两值之差的绝对值。

示例1:

输入:root = [4,2,6,1,3]
输出:1

示例2:

输入:root = [1,0,48,null,null,12,49]
输出:1

思路:

由于二叉搜索树中序遍历序列是递增的,而递增序列的最小差值肯定是递增的两个值之间的最小差,可以通过中序遍历求当前节点和上一个节点的绝对差

class Solution:
    def getMinimumDifference(self, root: TreeNode) -> int:
        self.pre = None
        self.min_diff = float("inf")
        def dfs(root):
            if not root: return
            dfs(root.left)
            # 如果前一个结点存在则进行最小值的计算
            if self.pre:
                self.min_diff = min(self.min_diff, abs(root.val - self.pre.val))
            self.pre = root
            dfs(root.right)
        dfs(root)
        return self.min_diff

938、二叉搜索树的范围和

给定二叉搜索树的根结点 root,返回值位于范围 [low, high] 之间的所有结点的值的和。

示例1:

输入:root = [10,5,15,3,7,null,18], low = 7, high = 15
输出:32

示例2:

输入:root = [10,5,15,3,7,13,18,1,null,6], low = 6, high = 10
输出:23

思路:

中序遍历,在范围内的值进行求和

class Solution:
    def rangeSumBST(self, root: TreeNode, low: int, high: int) -> int:
        stack = []
        cur = root
        range_sum = 0
        while cur or stack:
            while cur:
                stack.append(cur)
                cur = cur.left
            cur = stack.pop()
            if low <= cur.val <= high:
                range_sum += cur.val
            if high < cur.val: break
            cur = cur.right
        return range_sum

递归进行范围求和

class Solution:
    def rangeSumBST(self, root: TreeNode, low: int, high: int) -> int:
        if not root: return 0
        # 如果根节点大于high,说明范围值都在左子树
        if root.val > high:
            return self.rangeSumBST(root.left, low, high)
        # 如果根节点小于low,说明范围值都在右子树
        if root.val < low:
            return self.rangeSumBST(root.right, low, high)
        return root.val + self.rangeSumBST(root.left, low, high) + self.rangeSumBST(root.right, low, high)

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