力扣每日一题:173. 二叉搜索树迭代器

目录

  • 题目:173. 二叉搜索树迭代器
    • 示例
    • 提示
    • 进阶
  • 解题思路
  • 解题代码
    • (1)递归
    • (2)迭代
  • 解题感悟

题目:173. 二叉搜索树迭代器

难度: 中等

题目
实现一个二叉搜索树迭代器类BSTIterator ,表示一个按中序遍历二叉搜索树(BST)的迭代器:

  • BSTIterator(TreeNode root) 初始化 BSTIterator 类的一个对象。BST 的根节点 root 会作为构造函数的一部分给出。指针应初始化为一个不存在于 BST 中的数字,且该数字小于 BST 中的任何元素。
  • boolean hasNext() 如果向指针右侧遍历存在数字,则返回 true ;否则返回 false 。
  • int next()将指针向右移动,然后返回指针处的数字。

注意,指针初始化为一个不存在于 BST 中的数字,所以对 next() 的首次调用将返回 BST 中的最小元素。

你可以假设 next() 调用总是有效的,也就是说,当调用 next() 时,BST 的中序遍历中至少存在一个下一个数字。

示例

力扣每日一题:173. 二叉搜索树迭代器_第1张图片

输入
[“BSTIterator”, “next”, “next”, “hasNext”, “next”, “hasNext”, “next”, “hasNext”, “next”, “hasNext”]
[[[7, 3, 15, null, null, 9, 20]], [], [], [], [], [], [], [], [], []]
输出
[null, 3, 7, true, 9, true, 15, true, 20, false]
解释
BSTIterator bSTIterator = new BSTIterator([7, 3, 15, null, null, 9, 20]);
bSTIterator.next(); // 返回 3
bSTIterator.next(); // 返回 7
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 9
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 15
bSTIterator.hasNext(); // 返回 True
bSTIterator.next(); // 返回 20
bSTIterator.hasNext(); // 返回 False

提示

  • 树中节点的数目在范围 [1, 105] 内
  • 0 <= Node.val <= 10^6
  • 最多调用 105 次 hasNext 和 next 操作

进阶

你可以设计一个满足下述条件的解决方案吗?next() 和 hasNext() 操作均摊时间复杂度为 O(1) ,并使用 O(h) 内存。其中 h 是树的高度。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/binary-search-tree-iterator
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解题思路

  首先明白何为二叉树的中序遍历:先遍历左子树,然后访问根节点,然后遍历右子树。那么解决该题的一个简单的方法,就是模拟二叉树中序遍历的整个过程,通过递归搜寻左节点再递归右结点,并用数组存储即可实现中序遍历。
  第二种方法可以用来实现。因为中序遍历首先访问的是左子树,那么只要每次搜寻最左边的节点,并将沿途的节点存入栈。根据后进先出的原则,栈顶必然是最左边的节点,将其弹出并返回就完成了一次next()操作。然后cur指向right,因为根节点和左子树已经遍历完,下次开始遍历右子树。

解题代码

(1)递归

class BSTIterator {
public:
    BSTIterator(TreeNode* root) : len(0) {

        DFs(root);
    }
    
    int next() {
        return vec[len++];
    }
    
    bool hasNext() {
        return len != vec.size();
    }

    void DFs(TreeNode* temp)
    {
        if(!temp)
            return;
        DFs(temp->left);
        vec.push_back(temp->val);
        DFs(temp->right);

    }
private:
    vector<int> vec;
    int len;
};

(2)迭代

class BSTIterator {
public:
    BSTIterator(TreeNode* root) : cur(root) {

    }
    
    int next() {
        
        while(cur)
        {
            stk.push(cur);
            cur = cur->left;
        }
        cur = stk.top();
        stk.pop();
        int ret = cur->val;
        cur = cur->right;
        return ret;
    }
    
    bool hasNext() {
        return cur || !stk.empty();
    }

    
private:
    TreeNode* cur;
    stack<TreeNode*> stk;
};

解题感悟

  做该类题目,多画图是关键,画图理清思路后可以尝试着从原理出发即中序遍历的特点出发,模拟过程得到解题思路。

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